背压环境下压力旋流喷嘴雾化特性实验研究

摘要

雾化喷嘴具有十分广泛的用途，在燃烧设备中尤为常见，其为各类燃烧装置中必不可少的组件。在各类动力装置的燃烧室中，燃料雾化质量直接影响混合气质量，是决定整个动力装置经济性、动力性和排放水平的重要因素。燃烧喷嘴工作环境存在很高的背压，这必将会影响其雾化特性，因此针对背压环境对雾化特性影响的研究就具有十分重要的意义。
　　本文针对喷嘴雾化的背压环境，自主设计一套能够为其提供稳定背压环境的实验台架，以及与之相匹配的数据采集和测量系统，并运用此实验系统对某型号的压力旋流雾化喷嘴进行背压环境下的雾化特性实验研究，分析其流量特性、雾化角以及液滴平均粒径等性能指标随背压以及压差条件的变化规律。
　　本文运用主动轮廓模型方法对喷雾图像进行边界提取和锥角计算过程，并运用基于MATLAB编程语言平台的图形用户界面程序板块编写方便用户进行数据处理的友好交互界面，实现快捷、方便的锥角提取过程；本文自主设计脉动法激光测量仪器，通过对此仪器进行一系列实验研究分析其可靠性，并运用此装置对雾化粒径进行测量。
　　本文对实验喷嘴分别进行大气环境工况和缸内背压工况下的实验研究，对比分析实验结果得出如下结论：背压条件对其流量特性无显著影响；雾化角随背压增加而减小，最终其趋于稳定值，然而压差条件对其影响很小；在背压工况条件下，喷嘴雾化达到稳定雾化效果所需的距离明显缩短，并且稳定雾滴粒径尺寸显著增大。详细分析背压工况粒径实验结果，发现：在距离喷口较近处，相同供水压差条件下雾化液滴直径随背压的增大而减小；距离喷嘴较远时，背压越大雾化粒径越大。当低背压条件时，同一高度处不同压差下雾化液滴平均直径大小差别明显；在背压增大至一定值时，实验压差对液滴平均粒径不再有显著影响。

目录

声明

第一章 绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3课题研究内容

1.4本文的组织结构

第二章 理论基础

2.1喷嘴雾化

2.2 基于主动轮廓模型的图像分割技术

2.3 光学波动法激光测量

2.4基于MATLAB的图形用户界面

2.5 本章小结

第三章 背压工况实验台架和测量装置系统研究

3.1概述

3.2实验台架设计

3.3流量测量方法研究

3.4 雾化锥角测量方法研究

3.5粒径测量方法研究

3.6本章小结

第四章 压力喷嘴雾化特性实验研究

4.1实验方案设计

4.2流量特性结果及分析

4.3雾化锥角结果及分析

4.4大气环境工况粒径分布结果及分析

4.5背压工况粒径分布结果及分析

4.6粒径分布对比分析

4.7本章小结

第五章 全文总结和展望

5.1全文总结

5.2后期展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文