氣泡霧化噴射中氣液兩相作用及射流噴霧的研究.pdf

1、燃油噴射及霧化對發(fā)動機性能具有重要影響。氣泡霧化噴射具有能夠在低壓低耗氣率下實現(xiàn)良好霧化、霧化效果對液體粘性不敏感以及霧化效果受噴孔參數(shù)影響較小等特點，因此在內(nèi)燃機、汽輪機、焚燒爐、噴涂等領域具有良好的應用前景。
　　論文以氣泡霧化噴嘴為研究對象，開展了氣泡霧化噴嘴混合室內(nèi)氣液兩相混合形態(tài)、噴嘴噴孔區(qū)域氣液流動行為、噴嘴內(nèi)氣液流型對噴霧形態(tài)影響、氣相膨脹擾動對氣泡霧化噴嘴射流破碎影響、氣泡霧化噴射聲波信號時頻特性、氣泡霧化噴射不穩(wěn)

2、定射流影響因素等研究;研究工作對于氣泡霧化噴嘴射流霧化機理認識的深化和完善具有重要的意義，研究成果可以為氣泡霧化噴射技術的研究提供重要的理論和實驗依據(jù)。
　　在參考國內(nèi)外相關氣泡霧化噴嘴結(jié)構及參數(shù)的基礎上，進行了可視化氣泡霧化噴嘴結(jié)構設計，確定了可視化氣泡霧化噴嘴結(jié)構組成及各部分結(jié)構參數(shù);設計的氣泡霧化噴嘴具有較好的互換及調(diào)整功能，并可實現(xiàn)較好的可視化觀測效果。搭建了氣泡霧化噴射實驗系統(tǒng);給出了氣泡霧化噴射實驗研究時噴嘴內(nèi)氣液流動

3、形態(tài)及參數(shù)、噴霧形態(tài)及參數(shù)以及氣泡霧化噴射聲波信號的采集及處理方法。
　　利用氣泡霧化噴射可視化實驗系統(tǒng)，進行了噴嘴混合室內(nèi)氣液兩相流型及其影響因素研究以及攪拌流和泡狀流時氣液形態(tài)特征研究。建立了氣泡生成仿真模型和噴嘴內(nèi)氣液兩相流動仿真模型;在此基礎上，進行了充氣孔處氣泡生成、脫離及其影響因素研究以及混合室內(nèi)含氣率時空分布特性和噴嘴內(nèi)氣液流場結(jié)構特征研究。通過研究，明確了不同條件對氣泡霧化噴嘴混合室內(nèi)氣液流型形成以及特定流型時氣液

4、形態(tài)特征的影響規(guī)律、混合室充氣孔處氣泡形態(tài)演變規(guī)律和氣泡脫離機制以及混合室內(nèi)不同流型時流動參數(shù)的時空分布特性。
　　建立了氣泡霧化噴嘴噴孔區(qū)域氣液兩相流動仿真模型，并在此基礎上進行了不同流型時噴孔內(nèi)氣液形態(tài)發(fā)展和單氣泡形態(tài)及時變特性研究、噴孔出口截面流動參數(shù)脈動特性研究;利用能量統(tǒng)計方法進行了單氣泡通過噴孔時氣泡膨脹勢能釋放研究。通過研究，明確了氣泡霧化噴嘴內(nèi)不同氣液流型時噴孔內(nèi)氣液形態(tài)特征以及氣泡通過噴孔時膨脹、拉伸及破裂過程的

5、形態(tài)演變機理以及噴嘴內(nèi)不同氣液流型時噴孔出口截面流動參數(shù)的脈動特性。
　　通過氣泡霧化噴射可視化實驗，進行了噴嘴內(nèi)不同氣液流型時噴霧形態(tài)的研究;通過仿真方法，進行了噴嘴內(nèi)不同氣液流型時噴霧場中液滴分布特性的研究。通過研究，提出了基于噴嘴內(nèi)部氣液流型的氣泡霧化噴嘴射流噴霧仿真方法;明確了氣泡霧化噴嘴內(nèi)不同氣液流型時噴霧形態(tài)的變化規(guī)律及其脈動特性以及噴霧場中液滴的分布特性。
　　通過氣泡霧化噴射可視化實驗，進行了基于氣相膨脹擾動

6、作用的射流形態(tài)的實驗研究;建立了氣相膨脹擾動作用下射流及含氣液絲破碎仿真模型，進行了氣相膨脹擾動作用下射流破碎形態(tài)及含氣液絲二次破碎的仿真研究。通過研究，明確了氣相膨脹擾動作用下氣泡霧化噴嘴射流的破碎規(guī)律以及射流及含氣液絲二次破碎的形態(tài)演變特征。
　　提出了氣泡霧化噴嘴射流噴霧的聲波信號時頻分析研究方法;利用AOK時頻譜和HHT邊際譜方法，進行了氣泡霧化噴射噴嘴內(nèi)典型流型時聲波信號特征、聲波信號振幅波動特性、聲波能量影響因素以及不