论文部分内容阅读
本文总结了燃油喷嘴的应用现状,指明了其中存在的问题,在此基础上介绍了流体动力式超声波喷嘴的原理与特点,设计了一系列超声波喷嘴,并对他们进行了冷态喷雾实验和热态燃烧实验。通过冷态喷雾实验,本文分析了空气压力、水压和气液比对喷嘴雾化粒径、雾化角的影响,并对雾化粒径的沿程分布情况进行了分析。实验表明,流体动力式超声波喷嘴对水和燃油均有良好的雾化效果,雾化粒径集中在10～20μm;雾化粒径和雾化角均随着气压的增大而减小,气压越大,减小趋势越小;雾化粒径和雾化角均随着水压的增大而增大,水压越大,增大趋势越小;雾化粒径和雾化角均随着气液比的增大而减小,存在一最佳气液比,达到此气液比后,再增大气液比,雾化粒径和雾化角变化不明显;随着测点距离喷嘴距离的增大,雾化粒径呈逐渐增大趋势,且距离越大,增大趋势越缓。在前期喷雾实验的基础上,本文又进行了流体动力式超声波喷嘴与传统旋流外混式高压喷嘴的冷态特性对比实验,通过实验发现:流体动力式超声波喷嘴的雾化粒径明显小于传统喷嘴,且有较大的调节比;随着测点距离喷嘴距离的增大,流体动力式超声波喷嘴的雾化粒径逐渐增大,而传统旋流外混式喷嘴的雾化粒径先减小,达到最小值后,又逐渐增大;两种喷嘴的雾化角和喷雾长度随气压和水流量的变化情况相同,不同的是,超声波喷嘴的雾化角要大于旋流外混式喷嘴,且其喷雾长度要小于旋流外混式喷嘴。要将流体动力式超声波喷嘴应用到工业炉上,仅了解其冷态特性是远远不够的,为此我们对其进行了热态燃烧实验,研究燃烧情况。实验研究表明:流体动力式超声波喷嘴对燃油的雾化效果很好,70～80℃的250重油雾化后即可实现冷炉点火,在雾化空气压力为0.4MPa时即可稳定燃烧;燃烧250重油时,排放烟气中,NOx、SO2含量较高,在今后的设计中应尽量避免。通过冷态和热态实验,本文对流体动力式超声波喷嘴的特点进行了总结,指出了其优点和不足之处,对今后设计出适合工业应用的流体动力式超声波喷嘴提供了依据,具有较高的应用价值。