氣泡霧化噴嘴氣液兩相流動的數值模擬研究.pdf

1、輕質柴油等低閃點的燃料因其具有易儲存、安全性高等優(yōu)點，在一些特殊領域的應用越來越受到重視。但由于燃料閃點低，利用傳統(tǒng)的壓力霧化方式往往需要提供高壓才能實現霧化，而高壓霧化裝置無疑增加整機的質量。氣泡霧化噴嘴作為一種兩相流噴嘴，具有低壓條件下即可實現液相工質良好霧化的特點。相比于其它兩相流噴嘴，其具有所需氣相工質少、霧化效果對液相粘性不敏感、不易堵塞等特點，這使其能夠滿足一些應用在特殊領域的動力裝置對燃料霧化的要求。
　　本文以氣泡

2、霧化噴嘴為研究對象，建立了氣泡霧化噴嘴的幾何模型以及描述氣液流動的數學模型，在此基礎上劃分網格并確定邊界條件。利用所建立的模型對氣泡霧化噴嘴內部氣液兩相流動以及噴嘴下游的噴霧場進行研究。
　　針對氣泡在噴嘴內的形態(tài)變化，利用VOF方法對單氣泡在噴嘴內流動時的形態(tài)及其特征參數進行研究。通過對比分析不同氣泡尺寸、液相流量、液相粘性、噴嘴收縮角度以及噴孔長徑比時氣泡在噴嘴內形態(tài)變化，得到了不同條件下氣泡形態(tài)變化特點。在此基礎上對不同條件

3、下的特征參數進行計算和對比，給出了不同條件對氣泡特征參數的影響規(guī)律。
　　為了研究不同工況條件時氣泡霧化噴嘴內的兩相流動結構特點，分別對不同氣液質量比時噴嘴內的氣液兩相流動結構進行對比分析。在此基礎上，通過對噴嘴出口截面處兩相流動參數的計算，研究了不同氣液質量比、不同液相流量時噴嘴出口截面處的含氣率、液膜厚度等氣液兩相流動參數特點。研究結果表明:各種工況下噴嘴出口截面兩相流動參數均隨時間發(fā)生波動，同時出口截面處的液膜厚度隨著液相流