阶梯型加速段对旋流喷嘴雾化特性的影响

旋流内芯是压力旋流式喷嘴最主要的旋流发生构件,其几何特征直接影响压力旋流式喷嘴的喷雾特性.目前采用平滑型加速段的旋流内芯导流效率较低.为减小高流量条件下的能量损失,使喷嘴旋流内芯加速段对喷雾介质产生预旋效应,增强旋流强度,本文设计喷嘴旋流内芯加速段为阶梯型,其下段阶梯相对上段阶梯旋转15°,旋向与喷嘴旋流槽方向相同.利用粒子动态分析仪(particle dynamics analysis system,PDA)和高速摄影(charge coupled device,CCD)系统实验研究了加速段结构改进前后喷嘴的喷雾流量、雾场索特尔平均直径(Sauter mean diameter,SMD)、雾滴速度以及喷雾锥角,并分析了SMD、雾滴速度的轴向和径向分布特性.结果表明,背压差0.08~0.46 MPa范围内,阶梯型加速段对喷雾介质具有较好的预旋效果.喷嘴的流量提高了48.0%~51.8%;喷雾的轴向速度提升了31.4%~32.8%,径向速度提升了1.6%~16.8%;喷雾锥角减小了4.21°~6.57°;较高背压差下喷雾下游的SMD减小了9.8%.与平滑型加速段相比,阶梯型加速段的设计有效地提高了喷嘴的雾化质量.