● 摘要
本文针对某发动机特殊要求，设计一种宽调节比空气雾化喷嘴，燃油雾化方案采用主副油路加两级径向槽道式旋流器的组合设计方案。采用数值模拟和实验研究的方法，研究旋流器结构参数的改变对流场和雾化特性的影响，数值模拟部分主要模拟不同结构旋流器在单头部矩形结构火焰筒的冷态流场，实验研究主要采用激光多普勒粒子分析仪（PDA）研究不同结构的空气雾化喷嘴在矩形结构燃烧室的流场及雾化特性。针对本文设计的宽调节比空气雾化喷嘴，数值模拟结果表明：旋流器的旋向不同，回流区的形状、大小和位置有显著的区别；随着一级旋流器槽道角度和二级旋流器槽道角度的增加，回流区的宽度和长度均增加，回流区范围变大，但是二级槽道角度对流场特性的影响相对较小；当一级旋流器与二级旋流器的流通面积比增加时，回流区的范围变大，但是回流强度变小；套筒出口结构参数控制着流场下游的发展：套筒出口角度减小，使中心回流区的宽度减小，角回流区变大；套筒出口角度增大，使中心回流区长度和宽度变大，达到回流区最大宽度的轴向位置向套筒方向移动；一级套筒唇边相对二级套筒出口缩进越多，回流区的长度越短，范围越小。模拟矩形结构燃烧室实验结果表明：设计的空气雾化喷嘴雾化特性基本满足设计要求；一级旋流器的槽道角度变化对雾化效果的影响比较大，而二级旋流器的槽道角度的改变对液雾的雾化效果改变不大；一、二级旋流器的流通面积比的变化也会影响到燃油的雾化效果，流通面积比增加雾化效果变好。关键词：空气雾化喷嘴，旋流器，喷雾特性，流场特性
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