雾化锥角对喷雾在横流气体中蒸发掺混的影响研究

摘要

通过数值模拟方法研究了水冲压发动机掺混室内喷雾液滴群在横流气体中的蒸发和掺混特性。主要研究雾化锥角对液滴群蒸发和两相掺混过程的影响,寻求合理的强化掺混和提高温降效率的雾化锥角.提出了评价掺混水平的方法,定义了掺混度,在保证与实验吻合的基础上,获得了40°、60°、80°、90°和100°雾化锥角下气相温度PDF分布规律、流场结构和两相掺混度曲线.结果表明:随雾化锥角增大,温降效率逐渐提高,而掺混度先增大,雾化锥角90°时达到研究范围内的最大值,继续增大雾化锥角,掺混度降低;小雾化锥角时产生对称多涡对结构,在一定区域内促进掺混,而较大雾化锥角时产生大小不等的多尺度涡结构,有利于整个掺混截面的温度均匀分布;综合考虑掺混度,温降效率以及掺混室后喷管做功,90°为优化雾化锥角.