基于自激振荡脉冲效应的雾化喷嘴出口 流道空化特性研究

来源：机械工程学报杂志2016年第14期北京时间：

作者：汪朝晖, 胡亚男, 廖振方, 高全杰, 陈思

单位：1. 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室 武汉 430081；2. 重庆大学机械工程学院 重庆 400030

摘要：喷嘴结构及射流运动参数对液体空化流动状态有重要影响。基于空化泡溃灭的雾化机理和自激振荡脉冲喷嘴出口流道空化过程，分析空化效应对自激振荡脉冲射流雾化效果的影响。依据自激振荡脉冲雾化喷嘴结构，分析射流来流速度和脉动压力对喷嘴出口流道空化效应的影响，提出利用来流雷诺数和脉动特征值表征喷嘴出口流道空化程度，并根据自激振荡脉冲喷嘴有限元分析得到喷嘴出口流道较好空化状态的来流雷诺数和喷嘴腔室长径比。研究结果表明：当来流雷诺数在2.14×105~3.05×105内逐渐增大时，自激振荡脉冲雾化喷嘴出口流道液相体积分数先减小后增大，相应的空化程度先增大后减小。雷诺数在2.44×105~2.75×105内可以使喷嘴出口流道形成较好空化效应，尤其在2.44×105附近时喷嘴出口流道出现最好的空化状态;脉动特征值与喷嘴出口流道处脉动压力幅值差成正比，随着自激振荡脉冲雾化喷嘴腔室长径比增大，脉动压力幅值差值先减小后增大。当喷嘴腔室长径比为0.60~0.70时，喷嘴出口流道空化状态较好。计算结果为自激振荡脉冲射流雾化喷嘴设计提供了理论依据。

关键词：出口流道,空化特性,雷诺数,脉动压力,雾化喷嘴,自激振荡脉冲效应；

基金资助：* 国家自然科学基金资助项目(51405352，51376204); 20150810收到初稿，20160121收到修改稿;