喷嘴雾比特性实验的研究.pdfVIP

中蕾工程热街理学会 多相蠢学术会墩 喷嘴雾化特性实验研究‘ 陈斌郭烈辞高晖 西安交通大学动力工程多相流田家重点实验室，西安7】0049 电话：029_2660盯6 B曲蚰：黼in71@263m科 羹耍液体雾化是当前两相流研究中非常重要的瀑题．在农业、能源以及 环境工程中具有广泛的应用价值．进行潦入纛筑的研究具有重要意义．本 文以空气、术为工质．使用马尔文较度伎对摹相和两相雾化嚣壤嘴舫雾化 特性进行了扰较实验研究．嗣量了不同压力配比条件下攘体雾化魃子前粒 径分布，详细讨论了压力对于喷翦雾化效果构影响．罔耐樽出了两相藏量 与压力之间的变化规律． 关酾：曩囊雾化特性两相流 一、引曹 液体雾化是农业、能源和环境工程中广泛应用的一十关键性多相漉与俦热传质学 瀑蠢，如在液体燃料的雾化燃烧、农作物的喷淋浇蠢，杀虫剂的喷洒、垒■衰面的液 体喷涂、各种大型锅炉设备中过热嚣的碛水蕞温和碴水雾化烟气脱琉装置等中都有广 泛应用l州．过去几十年由于工程应用的需要，燃烧和推进系统中喷雾特性的研究攀常 广泛．比较而言农业和环境问题中的应用没有受到重视嘲．且前田内对喷嘴雾化有关的 研究工作还十分缺乏，例如我冒由平施药技术的落后，表作物单位面积的平均用药量 为llk|衄2，分别为夔圈和歌堋施药量的3．5倍和2倍l‘1．由于目前墨际上仍蛆压力碛 洒为主．因此研究高教喷洒技术减少农药的使用量、遏制农药使用上的恶性镛环已经 成为环境和农业生态平衡的迫切需要． 基于上述屎西，有必要对工农业和环境工程中广泛存在的藏体雾化特性进行研究． 对碛雾设备的改造或优化进行实验验证和机理分析，提高我们对于喷努萋车现象规律 的认识，改麦璜嗣●E力较差的现状，开麓蠢散喷雾技术，研究其在农业、环境及相关 工业场合的应用．本文以空气、水为工质，对多种结构嚷囊喷雾特性进行堵较实验研 究，以了解疃麓结构、各相压力的配比关系等对箕零化娥果掘粒径分布、蘸相滩量的 影晴及鬣■．有关结果对喷帆佳工作范目的避辑有重要价擅和指导作用． =、赛t器t 实验是在西安交通大学动力工程多相流田家重点实验室空气．水两相漉实验台上进 行的，实验系统示于圈l。本实验以空气和水为工质，水和空气分别由泵和压簟虮挺供． 使用该系统可方便地分别对单相(水)及两相(空气．水)喷嘴的雾化特性进行实验研究．圈 ’霍荚末教膏暮垒会离棱青年敦师羹金赍助项目 22 一I誓飞1礴—一一一 2给出了实验所用两相和单相喷嘴 的示意结构．气渡两相的流量用转 子流量子}涮量，压力利用0．4级的 标准压力测量，温度使用镍铬镰硅 热电儡测量．空气的压力范围是 ln也．5b缸，流量范围是3．57“．7l mⅦ，水的压力范围是O．5~3．5b断， 流量范匿是6一106L庙。 雾化颗粒的粒径分布使用马尔 Pamdc 文粒度分析仪(Ma}v印1 si擞·姗)来测量，根据对实验用 喷嘴雾化特性的分析和对粒子直径 的估计．选甩300咖的范围透镜， 圈I实齄系统漉程圈 其测量粒子直径的范围是 5．3弓6舢匝．马尔文粒度分析仪的 测量蜃理般献朔．马尔文粒度分折仪{旨出的是粒予尺寸大小(即直径)的概事分布， 即概搴密蠹函数和概率分布函数，在以下的分析中．我们科用粒子分布的瓣分剐为lO ％·50‘，90，锶}瘦的粒子直径，印Dfv，o．1】，DnO-5】和D心仉5】，来描述每一藏动 工况下喷责雾化的效果．另外，我们还将利用在粒子铡量中经常使甩的撮豢熏始数据 推导出的童经Dfm。n】来描述粒子尺寸分布的特牲，这里珥垃n】由下斌确定mt ． ．I l 啪，=1篇船PI群1蒿 m 式中，K：某一大小范围的容积； 矾：莱一粒子大小范围的粒子平均直径； ^7(D)：直径为D的粒子数量 D【3，2随常称为s戳巾育直径：而D【4，3】刚表