喷嘴及燃油雾化

第三章喷嘴及燃油雾化燃油的雾化机理几种航空发动机中常用喷嘴结构、特性，重点:离心喷嘴§3-2燃油雾化机理一、雾化机理1、一般现象描述2、液珠破碎条件表面张力＜气动力表面张力04df气动力22aavq如果δ=q，则：802faadv气动力表面张力定义Wedvfaa02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01Nddi2d1d022Nddi3、按油珠体积求出的平均直径3d3033Nddi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）ds23iisdddsssVVS三、液珠尺寸的分布1、数量积分分布0/NN2、重量积分分布0/WW3、液滴数量的微分分布)(0iddNdN4、液滴重量的微分分布)(0iddwdw（)(0iddVdV）油珠群几种典型分布Rosin-Rammler:niddMMRexp1063.2%Rddi＝P(psi)ninniidddnddddRexp)(1niddMMR693.0exp10MMDd%5Rddi0＝均匀指数Nukiyama-Tanasawa:niiibdaddddNexp)(222expydydR为常数)/ln(SMDdyi正态分布：§3-1喷嘴一、直射式喷嘴1、结构2、特点：简单、分布灵活，但雾化不理想3、流量公式ffcfpFm2'.fmfpffpm.2ffpm.二、离心式喷嘴1、离心喷嘴的结构和工作过程2、离心式喷嘴的工作原理三点假设rRrmRmuuff11动量矩守衡：伯努利方程：constHggpuaf)22(22constaffapgA211122轴向速度系数存在空心涡ffcffccaffpgFpgFFm22称为流量系数22111A最大流量原理确定ε:fm进一步可确定213A0dd2max2r↑，ωu↓，β↓r↓，ωu↑，β↑喷雾锥角公式：)11()1(82arctgm只与ε或A有关，与Pf无关m离心喷嘴工作原理计算(II).2121210222constHupuupinfinfxf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2inffinrnmu不计粘性时，流体的动量矩守恒，故有ruRurumRumsinfsinf或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)(220arrF取轴向长度为1的环形微元体，其质量为rdrudprdrurrdpff2222或frdrdm2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rdrudprdrurrdpff2222或udurdrconstruRusin.duudpf积分得.212constupf.constux（与r无关）以“空穴率”表示喷孔内空气核的大小，用ε表示202202201rrrrraa10rraininxurnru202据连续方程动量矩守恒：asinarRuu220inxinnrruu1120AunrrRuuxinsxa连续方程：A称为离心喷嘴的几何特性参数，表示离心喷嘴几何相似的准则HpHuuxfaf0222121取进口与燃油和空气核的交界面列如下方程：柏努利方程：ffxHHAu/2/211122为轴向速度系数fffxfHrHrrum22202020　　2211/1A为流量系数流量和流量系数0112/122A最大流量原理2//)1(2A232211/1A2/雾化锥角雾化锥角可根据轴向速度和切向速度的大小来确定xuutg/2xmmuutg/2,81111122Atgm2/)(0amrrr3、双油路离心式喷嘴双油路单喷口喷嘴双油路双喷口喷嘴123412344、离心式回油喷嘴集中大孔内回油分散小孔内回油外回油§3-1喷油嘴5、气动喷嘴1射流式2预膜式3复合式4双旋流器式油1324§3-1喷油嘴6、蒸发管式喷嘴特点§3-1喷油嘴7、Y型气动喷嘴§3-1喷油嘴8、甩油盘式喷嘴§3-1喷油嘴9、超声波喷嘴§3-2燃油雾化机理-影响雾化的因素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2incsnrrRA表现在几何特征参数：表现在几何特征参数：ARccrlinrinusinRumuUxufm空心涡加大油膜薄雾化好摩擦损失sinRu3、目前测量粒径的方法（1）接触式印痕法、石蜡法等（2）非接触式激光散射技术马尔纹粒度仪脉冲激光全息技术