工質(zhì)霧化燃燒技術(shù)進(jìn)展報(bào)告-wenkub
2023-04-06 07:55:53 本頁面
【正文】 tructural Drawing of Swirling Nozzles 23 離心式噴嘴的霧化效果要優(yōu)于直射式噴嘴，但離心式噴嘴同樣需要很高的供油壓力，流量的調(diào)節(jié)范圍也比較小。 霧化方法 第三章 霧化方法 噴嘴類型、結(jié)構(gòu)及其霧化機(jī)理 (5) 靜電噴霧型或電磁力霧化等。 14 5．邊界條件突變說 噴嘴出口處，液體的邊界條件（內(nèi)應(yīng)力）突變；或者是層流射流突出失去噴嘴壁面約束，使截面內(nèi)速度分布驟然改變而產(chǎn)生霧化。由此根據(jù)一般噴射系統(tǒng)中普遍存在壓力振蕩，因此認(rèn)為它對霧化起重要作用。電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)使得燃燒學(xué)研究和燃燒裝置的工程設(shè)計(jì)計(jì)算中的復(fù)雜問題有了快速求解的可能。噴嘴設(shè)計(jì)的好壞對液體燃料的霧化效果乃至燃燒強(qiáng)度和效率影響很大。 液體燃料噴嘴技術(shù)的進(jìn)展 （ 三次創(chuàng)新 ） ： 1． 空氣霧化技術(shù)的產(chǎn)生 2． 壓力霧化與空氣霧化相結(jié)合 3． 氣泡霧化噴嘴技術(shù) ?霧化技術(shù) 9 理論與實(shí)踐均已證明 ， 為了獲得 高強(qiáng)度 、 高效率 的燃燒效果 ， 必須 將液體燃料粉碎成小滴 。工質(zhì)霧化燃燒技術(shù) 2 報(bào)告提綱 前言 1 液體霧化機(jī)理研究 2 霧化方法類型結(jié)構(gòu)及其霧化機(jī)理 3 霧化特性參數(shù)及其影響因素 4 測試技術(shù) 5 液體燃料噴射燃燒過程數(shù)值計(jì)算 6 噴嘴關(guān)鍵技術(shù) 7 結(jié)論 8 3 第一章 前言 ? 應(yīng)用領(lǐng)域 ? 工質(zhì)種類 ? 霧化技術(shù) 4 ?應(yīng)用領(lǐng)域 能源 鋼鐵 冶金 采暖 航空航 天推進(jìn) 動(dòng)力 霧化技術(shù) 提出背景 5 燃燒設(shè)備上的應(yīng)用 （ 1）工業(yè)爐 燃燒爐和電爐 （ 2）熱能動(dòng)力裝置 包括發(fā)動(dòng)機(jī)和鍋爐 （ 3）民用燃燒設(shè)備 城市采暖鍋爐 非燃燒設(shè)備上的應(yīng)用 （ 1）噴霧干燥設(shè)備 催化造粒、食品加工 （ 2）表面清理及涂裝設(shè)備 噴丸、粉末靜電噴涂 （ 3）鋼鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用 粉末冶金 （ 4）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 農(nóng)藥噴灑、灌溉 （ 5）納米材料制備 液相法（含霧化干燥法、霧化水解法、霧化焙燒法） 6 ?噴霧工質(zhì)種類 （ 1）氣態(tài)工質(zhì) 天然氣、人工煤氣、液化石油氣、油制氣、生物氣等 （ 2）液態(tài)工質(zhì) 石油系液體燃料、新型液體燃料（醇類，植物油，奧里油） （ 3）固態(tài)工質(zhì) 煤粉、噴涂粉料、清除設(shè)備砂料、丸料 （ 4）兩相工質(zhì) 煤漿、料漿、涂料（油漆） 7 工業(yè)上除了用煤作為燃料外 ， 液體燃料也普遍應(yīng)用 。 這就是液體燃料的霧化過程 。 10 隨著激光、微電子及計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，以激光為光源，利用激光散射、干涉原理，人們開發(fā)許多新的測試技術(shù)：如 激光多普勒技術(shù)、激光散射技術(shù)、激光陰影技術(shù)、激光全息技術(shù)和激光 CT技術(shù) 等等。 11 霧化機(jī)理 B E C D A 空氣動(dòng)力 干擾說 壓力振蕩說 湍流擾動(dòng)說 邊界條件 突變說 空氣擾動(dòng)說 第二章 液體霧化機(jī)理研究 12 1．空氣動(dòng)力干擾說 該說認(rèn)為，由于射流與周圍氣體間的氣動(dòng)干擾作用，使射流表面產(chǎn)生不穩(wěn)定波動(dòng)。 13 3．湍流擾動(dòng)說 該說認(rèn)為射流霧化過程發(fā)生在噴嘴內(nèi)部，而流體本身的湍流度可能起著重要作用。 15 目前國內(nèi)外對燃油噴射霧化機(jī)理的研究主要從兩方面進(jìn)行：一是利用數(shù)值計(jì)算技術(shù) 建立多種假說模型 進(jìn)行數(shù)值?；芯浚涣硪环矫鎰t利用先進(jìn)的 光電測試技術(shù) 去捕獲霧化過程的細(xì)節(jié)，以便為某種或綜合的假說提供 支持 。 (4) 超聲波噴霧型； (3) 離心式和旋轉(zhuǎn)噴霧； (2) 介質(zhì)噴霧型； (1) 壓力式噴霧型； 17 圓柱形噴嘴 扇形噴嘴 導(dǎo)形噴嘴 形 狀 噴嘴類型及其霧化機(jī)理 孔 數(shù) 單孔噴嘴 多孔噴嘴 壓 力 低壓噴嘴 高壓噴嘴 超高壓噴嘴 工作 原理 機(jī)械霧化噴嘴 介質(zhì)霧化噴嘴 旋轉(zhuǎn)式霧化噴嘴 對沖式噴嘴 振動(dòng)式噴嘴 霧化介質(zhì) 空氣霧化噴嘴 蒸汽霧化噴嘴 非單相流體混合位置 內(nèi)混型噴嘴 外混型噴嘴 18 機(jī)械霧化噴嘴 1．直射式噴嘴 直射式噴嘴 1982年狄塞爾首先在柴油機(jī)上使用這種噴嘴。直射式和離心式噴嘴都不適合霧化高粘性燃油直射式和離心式噴嘴都不適合霧化高粘性燃油。 如：柴油機(jī)噴嘴（ Diesel injectors）、平頭噴嘴（ Plain Orifice injectors）等。很明顯，氣泡霧化最好的利用了霧化氣的能量，即要求將氣體注入液體中，在液體中形成尺寸均勻、分布均勻的氣泡，并使產(chǎn)生的氣泡在高速流動(dòng)中因膨脹而炸裂，從而產(chǎn)生均勻的液霧。 2. 氣泡霧化噴嘴 38 泡狀流在噴嘴出口處的霧化示意圖 39 幾種 氣泡霧化噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖 平行注氣 垂直注氣 40 國內(nèi)及國外的 氣泡霧化噴嘴示意圖 41 42 氣泡霧化噴嘴優(yōu)點(diǎn) 1. 霧滴 SMD40Nμm，尺寸分布指數(shù) N2； 2. 霧化效果對油粘度及表面張力影響不敏感，可使用的油粘度 70゜ E； 3. 噴嘴不堵塞，不結(jié)焦； 4. 霧化介質(zhì)耗量少； 5. 火焰尺寸可調(diào)； 6. 燃燒完全，不冒煙，節(jié)油率濺以上。 44 超聲波 霧化噴嘴示意圖 特殊噴嘴 1．超聲波霧化噴嘴 (a) 1內(nèi)管； 2外管； 3隔離器； 4超聲波發(fā)生器； 5鎖緊壓蓋； 6油霧噴出口； (b) 1汽 (氣 )室； 2環(huán)環(huán)間隙； 3噴嘴頭 (諧振腔 )； 4噴油口 45 液哨式超聲波 霧化噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖 1接管； 2外殼； 3接頭； 4氣環(huán)； 5調(diào)整墊片； 6端蓋； 7調(diào)整內(nèi)環(huán)；8中間環(huán)； 9調(diào)整外環(huán)； 10墊片； 11噴頭； 12螺母； 13分流片；14墊片； 1 18密封圈； 16芯管； 17套管； 46 哈德曼式噴嘴 結(jié)構(gòu)示意圖 1殼體； 2氣環(huán)； 3調(diào)節(jié)環(huán)； 4外環(huán)； 5分流片； 6噴頭； 7氣芯； 8套管 燃油通過旋流室和霧化片先進(jìn)行一級機(jī)械霧化，在霧化室出口處外圍有一環(huán)形共振腔槽。 3．文丘利噴嘴 音速文丘利噴嘴原理圖 圓環(huán)式臨界流文丘利噴嘴圖 51 產(chǎn)生自激振蕩射流的方法很多，目前常用的有風(fēng)琴管和亥姆霍茲兩種自激振蕩噴嘴，它們產(chǎn)生振蕩射流的過程可用框圖表示： 4．自激振蕩噴嘴 52 風(fēng)琴管和亥姆霍茲振動(dòng)腔都是根據(jù)瞬態(tài)流和水聲學(xué)中的流體諧振激勵(lì)的原理誘發(fā)產(chǎn)生自激振蕩。 55 試驗(yàn)低壓脈沖射流示意圖 1. 從渦激勵(lì)的角度去解析這種現(xiàn)象是不完善的； 2. 腔內(nèi)產(chǎn)生了大小周期性變化的一圈軸對稱氣囊； 3. 圓形線渦做周期性縮張 。 如： 轉(zhuǎn)杯式靜電噴槍 。 出口霧化角的數(shù)值與理論計(jì)算比較接近 。 x?霧化角的舊定義 60 B. 條件霧化角 在離噴嘴一定距離處 ， 作一垂直于霧化中心的垂線 ， 或以噴嘴出口中心為圓心作一圓弧 ， 它們與霧化邊界得到兩個(gè)交點(diǎn) ， 該兩點(diǎn)和
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