热能动力工程

作者：杨国华，王 凯，雷凡培，张波涛

单位：西北工业大学 航天学院，陕西 西安 710072,,西安航天动力研究所 液体火箭发动机技术重点实验室，陕西 西安 710100,,中国船舶集团有限公司，北京 100044,,西安航天动力研究所 液体火箭发动机技术重点实验室，陕西 西安 710100,

关键词：螺旋形实心锥喷嘴;喷雾场结构;雾化角;液滴粒径;稳定性

基金：国家自然科学基金（11502186）

为了对氨法脱硫用螺旋形实心锥喷嘴的雾化特性进行准确预测，基于高速阴影技术和图像处理方法，对两种不同螺旋升角的螺旋形实心锥喷嘴的流量特性、喷雾场结构特征、雾化角变化规律、破碎长度、液滴空间分布及平均粒径进行分析。结合脱硫常用的空心锥离心式喷嘴，开展了两种喷嘴的稳定性对比分析。结果表明：螺旋形实心锥喷嘴的流量特性与螺旋升角无关，其喷雾场呈螺旋状同心锥面分布，雾化后液滴也呈螺旋形多层次分布，即实心锥分布；螺旋形实心锥喷嘴雾化角在喷注压降大于0.05 MPa时与螺旋形升角有关，与流量和喷注压降无关；考虑螺旋面升角对液滴平均粒径的影响，得到了新的索太尔平均直径（SMD）经验关系式，预测结果与试验结果趋势一致，且螺旋升角越大，液滴平均粒径越小；螺旋形实心锥喷嘴在喷注压降小于0.05 MPa时也能保证稳定雾化，而空心锥离心式喷嘴会出现约为9 Hz的自激振荡现象，喷雾场呈“宝塔形”，且具有明显的Klystron效应。

来源：2021年第3期

《热能动力工程》期刊编辑部

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