热能动力工程

作者：刘爱虢，李恒文，于浩洋

单位：沈阳航空航天大学 航空发动机学院，辽宁 沈阳 110136,,沈阳航空航天大学 航空发动机学院，辽宁 沈阳 110136,,沈阳航空航天大学 航空发动机学院，辽宁 沈阳 110136,

关键词：VOF-DPM耦合;空气芯直径;液膜厚度;液膜破碎长度;雾化锥角

基金：沈阳市科技计划项目（22-322-3-30）;辽宁省教育厅高等学校基本科研项目（通航专项）（LJKZ0225）

针对燃油在离心喷嘴中的内部流动及其外部雾化过程，采用VOF-DPM模型对其进行了数值模拟研究。分析了压力对喷嘴出口处空气芯大小和液膜厚度的影响，得到了液膜破碎长度和雾化锥角等雾化特性，应用实验测试结果对数值模拟进行了验证，并与流体体积函数法(VOF)和离散相追踪法(DPM)进行了对比。结果表明：VOF-DPM模型可以真实反映离心喷嘴的内部流动和外部雾化特性，研究发现了与实际雾化过程符合的液膜破碎存在孔洞破碎和边缘破碎两种形式；捕捉到了在液膜表面的波动及气动力共同作用下液膜失稳破碎形成液滴的过程；燃油流动及雾化特性随着压力增加发生变化，喷嘴内空气芯直径增大，出口处液膜厚度减小，液膜的破碎长度下降。

来源：2023年第11期

《热能动力工程》期刊编辑部

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