热能动力工程

作者：朱海天，高 闯，黄伟光

单位：上海和兰透平动力技术有限公司 技术中心，上海 201815,,中国科学院上海高等研究院，上海 201210,,上海科技大学 物质与科学学院，上海 201210,

关键词：敞口型旋流喷嘴;数值模拟;VOF;背压;液膜

基金：中国科学院重点部署项目(ZDRW-CN-2017-2)；中国科学院轻型动力创新研究院重点基金(CXYJJ19-ZD-01)；常德中科多源电力融合技术研究院资金支持(E164291C01)

背压对空气物性影响较大，使喷嘴液膜受到的气动力发生大幅变化。采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）方法对比3种常见液体工质和3种喷嘴尺寸，研究背压对雾化锥角、液膜厚度、旋流强度、液膜表面自激励不稳定性以及液膜形态的影响。结果表明：雾化锥角随背压增加而减小，其中部分喷嘴当背压达到某定值后，雾化锥角小幅波动；选用正庚烷或正十二烷为工质时，液膜厚度随背压增加而增加，达到一定背压后，3种液体液膜厚度呈小幅波动；旋流强度随背压变化无明显规律性；液膜自激励不稳定性随背压增加而降低；因水的表面张力较大，各雾化参数较为稳定；液膜形态与韦伯数呈明显规律性，背压越小韦伯数越大，液膜形态也更趋近于完美圆锥形；以正十二烷为工质时，其液膜形态在大背压下明显收缩，呈洋葱形，其余工质的液膜形态随背压增加，均逐渐从空心圆锥转变为郁金香形。

来源：2022年第11期

《热能动力工程》期刊编辑部

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