第六章喷嘴及燃油雾化f2b7vz.ppt

* * * * * * * 喷嘴类型 优点 缺点 气动喷嘴 排气冒烟小 出口温度分布不敏感，易控制 不需要高的供油压力 机械上刚固 火焰温度范围窄 雾化质量受气流速度影响显著，低速时，燃烧性能不良 直射式喷嘴 结构及工艺简单 布局较易 当相对气流速度超过100m/s，雾化质量尚好 流动损失小 火焰稳定范围宽 油束穿透力强 雾化质量差 单个喷嘴散播面窄 多个喷嘴（或多个孔）供油量不易保证均匀 需要掺混段长 容易形成积油，引起爆燃 § 6.3 燃油雾化机理 一、燃油雾化现象 * 燃油雾化现象 * 燃油雾化现象 * 燃油雾化过程 液体由喷嘴流出形成液柱或液膜。 由于液体射流本身的初始湍流以及周围气体对射流的作用（脉动、摩擦等），使液体表面产生波动、褶皱，并最终分离出液体碎片或细丝。 在表面张力的作用下，液体碎片或细丝收缩成球形油珠。 在气动力作用下，大油珠进一步碎裂。 * 单液珠在气流中的破碎过程 液珠破碎条件 表面张力＜气动力 表面张力 气动力 如果δ=q，则： 气动力 表面张力 定义 韦伯准则数 实验中发现： 8＜We＜10.7：液珠只发生变形而不破碎， 10.7＜We＜14：液珠开始破碎 We≥14：全部液珠破碎成细小的雾珠， We ，平均直径愈小 二、液珠的平均直径 1、按油珠直径求出的平均直径 2、按油珠表面积求出的平均直径 3、按油珠体积求出的平均直径 4、质量中间直径（MMD）作为平均直径 大于或小于这个直径的油珠的质量各占50% 5、索太尔（sauter）平均直径（SMD）ds 三、液珠尺寸的分布 1、数量积分分布 2、重量积分分布 3、液滴数量的微分分布 4、液滴重量的微分分布 （ ） 积分分布： 　　小于（或大于）给定直径的油珠所具有的质量M占油珠群总质量M0的百分数 微分分布： 　　直径在　　　　　　　　　范围内的油珠质量所占有的百分数 * 油珠群几种典型分布 Rosin-Rammler: ?P ( psi ) 均匀指数 * Nukiyama-Tanasawa: 正态分布： * 影响雾化的主要因素 1 燃油及空气参数 a 供油压力和液体射流与空气的相对速度 b 空气压力 c 表面张力和粘性 2 离心喷嘴参数 表现在几何特征参数： 表现在几何特征参数： 空心涡加大油膜薄 雾化好 摩擦损失 QUESTION??? * * 在多种燃烧装置中都存在液态燃料燃烧，它对燃烧装置性能影响很大。 * * * * * * * * * * 空气核半径的变化对喷嘴流量的影响比较复杂。例如当增大时，有效流通截面积减小，流量下降；反之，若减小，则会导致轴向速度减小，也会使流量减小。阿勃拉莫维奇认为，空气核半径在某一值时流量系数可达到最大值，离心喷嘴正是处在这一状态工作，故称为最大流量原理。 * * * * 第六章　喷嘴及燃油雾化 6.1 液体燃料燃烧过程 6.2 燃油雾化装置----喷嘴 6.3 燃油雾化机理 § 6.1 液体燃料燃烧过程 液体燃料燃烧系统 1、供油系统 2、供气系统　3、燃烧系统 * 液体燃料燃烧特点 1、扩散燃烧 2、非均相燃烧 液体燃料燃烧过程 1、雾化　 2、蒸发　 3、掺混　 4、燃烧 * § 6.2 燃油雾化装置－喷嘴 喷雾是通过喷油嘴形成的，雾状油珠越细、表面积越大，愈容易蒸发。 例如，1kg煤油（比重0.78kg/L）构成一个球体，其直径为135mm，其表面积为0.0571m2，如果把这1kg煤油雾化成直径为30μm的油珠群，则其总数将达907亿（9.07×1010）个，这907亿个油珠的表面积之和为256.4m2，约等于原来单个球的4493倍。显然，雾化后的蒸发将要快得多。 * 喷嘴类型 直射喷嘴 离心喷嘴 气动喷嘴 旋转喷嘴 * 一、直射式喷嘴 1、结构 2、特点： (1) 结构简单，尺寸紧凑，安装布置方便 (2) 雾化角小，雾化质量差 (3) 多用于加力燃烧室、冲压发动机等 3、流量公式 二、离心式喷嘴 1、离心喷嘴的结构和工作过程 2、离心喷嘴理论 流体为无粘性的理想流体； 不计喷嘴内部流动的径向分速度； 喷嘴处于最大流量状态工作。 基本假设： 　　1944年前苏联的阿勃拉莫维奇教授提出了离心喷嘴理论： * 离心喷嘴工作原理计算 * 离心式喷嘴内理想流体的伯努利方程 根据连续方程，燃油在切向孔内的流动速度为 不计粘性时，流体的动量矩守恒，故有 切向速度和空气涡核 * 　　由于空气核的存在，燃油在喷嘴出口处的实际流通面积为一圆环形，其值为 　　取轴向长度为1的环形微元体，其质量为 　　微元体旋转时产生离心力正好与径向压力差相平衡，故有 轴向速度 * 积分得 （与r无关） * 以“空穴