内交叉喷嘴内部冲击效应雾化机理研究

刘灿旭，潘业俊，刘 红，贾 明，田江平，张威龙

内交叉喷嘴内部冲击效应雾化机理研究

刘灿旭，潘业俊，刘 红，贾 明，田江平，张威龙

(大连理工大学能源与动力学院，大连 116024)

与传统的单圆柱孔喷嘴相比，内交叉孔喷嘴由于其具有较高的流量系数和在促进射流破碎方面的显著优势而逐渐得到应用. 本研究利用OpenFOAM平台进行数值研究以讨论内交叉孔喷嘴的内部流动和射流破碎机理. 采用已搭建的混合多流体准-VOF 模型，对同孔径不同相交角为20°和25°的交叉孔喷嘴以及单圆柱孔喷嘴进行了多相流计算及实验验证. 结果表明，计算结果与实验值有很好的一致性. 与圆柱形单孔喷嘴相比，采用内交叉孔喷嘴能够有效抑制空化，提高流量系数.另外，表面波在交叉面和扩散面上的发展差异是产生扇形喷雾的主要原因. 而增大内交叉喷嘴的交叉角在一定程度上可以有效提高内部冲击效应，从而促进雾化.

多流体准-VOF模型；内交叉孔；内部冲击效应；机理；雾化

柴油机中喷雾雾化特性主要由喷嘴结构、喷射压力及其他因素共同决定[1-3]，尤其是喷嘴结构的影响非常复杂. 大多数实用的压力雾化器喷嘴都使用圆柱形孔[4-5]. 然而，也有学者对一些非传统孔结构如锥形孔喷嘴[6]、椭圆孔喷嘴[7-8]和长方形孔喷嘴[9]进行了研究，发现这些非常规的孔喷嘴在特定的情况下可以有效改善喷雾雾化特性. 类似地，基于上述思想，Long等[10]于1999年提出了一种 V 型交叉喷嘴结构，该喷嘴已……