飛行器動(dòng)力工程《專(zhuān)業(yè)綜合設(shè)計(jì)與制作》課程實(shí)踐報(bào)告

1、專(zhuān)業(yè)綜合設(shè)計(jì)與制作課程實(shí)踐報(bào)告專(zhuān)業(yè)：飛行器動(dòng)力工程指導(dǎo)老師： 小組成員： 日期： 年月日目錄一、小組團(tuán)隊(duì)成員具體工作3二、專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)與制作的對(duì)象描述4三、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論及專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)原理5四、專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)方案及方案分析151.設(shè)計(jì)方案171)噴嘴殼體182)旋流器183)旋流室184)噴口182.方案分析19(1)噴霧錐角p19(2)噴霧射程L20(3)霧化粒度20(4)霧滴尺寸分布21五、方案實(shí)施23六、產(chǎn)品說(shuō)明24參考文獻(xiàn)26一、小組團(tuán)隊(duì)成員具體工作Number1：提出總體改進(jìn)思路方向、分配組員任務(wù)、資料匯總、提出設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行方案分析、方案的實(shí)施。Number2：燃油噴嘴設(shè)計(jì)理論分析、設(shè)計(jì)方案可行性

2、分析、論述設(shè)計(jì)所用理論。Number3：燃油噴嘴工作特性影響因素分析、設(shè)計(jì)方案可行性分析、設(shè)計(jì)性能指標(biāo)分析。Number4：各型噴嘴優(yōu)缺點(diǎn)分析歸納、資料收集歸納篩選、文字排版封面、制圖、整理打印。Number5：燃油噴嘴發(fā)展進(jìn)程資料收集、總結(jié)新型噴嘴的設(shè)計(jì)方向、提供設(shè)計(jì)所需參考。Number6：燃油噴嘴改進(jìn)目的與意義分析、方案實(shí)施討論、論述設(shè)計(jì)產(chǎn)品所能達(dá)到的性能指標(biāo)。二、專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)與制作的對(duì)象描述渦噴-6發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造特點(diǎn)：?jiǎn)无D(zhuǎn)子加力式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。環(huán)管式燃燒室。有10個(gè)全氣膜冷卻火焰筒，筒壁用7段氣膜冷卻。渦輪為2級(jí)軸流式，第1級(jí)導(dǎo)向器葉片為氣冷，其余葉片均不冷卻。加力燃燒室由擴(kuò)壓器、“V”型火

3、焰穩(wěn)定器、預(yù)燃室、燃油總管和直流噴油桿組成。尾噴管為簡(jiǎn)單收斂式。本文主要改進(jìn)渦噴-6的壓氣機(jī)來(lái)降低渦噴-6的燃油消耗率的問(wèn)題。軸流式壓氣機(jī)：空氣在軸流式壓氣機(jī)中主要沿軸向流動(dòng)。它由轉(zhuǎn)子和靜子兩部分組成。由一排轉(zhuǎn)子葉片和一排靜子葉片組成一級(jí)，單級(jí)的增壓比很小，為了獲得較高的增壓比，一般都采用如圖所示的多級(jí)結(jié)構(gòu)?？諝庠趬簹鈾C(jī)中被逐級(jí)增壓后，密度和溫度也逐級(jí)提高。航空發(fā)動(dòng)機(jī)被譽(yù)為飛機(jī)的“心臟”，而燃燒室是發(fā)動(dòng)機(jī)的“心臟”，它同壓氣機(jī)、渦輪一起構(gòu)成航空推進(jìn)系統(tǒng)的三大核心部件。在火焰筒頭部，主要有燃油噴嘴和旋流器。燃油噴嘴對(duì)于火焰筒性能的影響很大。對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室，燃油霧化質(zhì)量、液霧蒸發(fā)、運(yùn)動(dòng)軌跡和

4、燃油濃度分布對(duì)燃燒室各項(xiàng)性能指標(biāo)有重大影響。霧化質(zhì)量差，濃度分布不均勻，噴霧錐角不適當(dāng)?shù)冗€將直接影響燃燒室和渦輪的壽命及耗油量。因此為了提高燃燒效率降低耗油量，我們組選擇專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)與制作的對(duì)象是燃油噴嘴。三、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論及專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)原理1.航空燃油噴嘴的作用是把液態(tài)燃油初步加工，使之破裂成數(shù)量很多的細(xì)小油滴，以一定速度和流量送人燃燒室中的火焰筒，并在火焰筒內(nèi)與空氣摻混均勻成為可燃的油氣混合物，為下一步的燃燒反應(yīng)做好準(zhǔn)備。這就要求航空燃油噴嘴能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，穩(wěn)定、準(zhǔn)確、可靠地把一定量的燃油輸入到燃燒室中，在較大的工作范圍內(nèi)保證良好的霧化質(zhì)量和具備有一定的噴嘴角度，確保適當(dāng)?shù)挠蜌鉂舛确植肌Ｒ虼?/p>

5、，燃油噴嘴對(duì)液態(tài)燃油的霧化起著很大的作用，直接影響燃油的霧化、分布，對(duì)火焰穩(wěn)定和發(fā)動(dòng)機(jī)性能有直接影響。(1)測(cè)定組合式空氣霧化噴嘴的霧化粒度表示噴嘴噴霧粒度的常用參數(shù)是索特爾平均直徑SMD。SMD直接影響燃燒室的綜合性能，包括燃燒效率、溫度場(chǎng)、壁溫等。(2)測(cè)定不同工況下組合式空氣霧化噴嘴的噴霧錐角p噴霧錐角p是影響主燃區(qū)燃油分布的主要因素。通過(guò)試驗(yàn)獲得噴嘴錐角隨供油壓力的變化規(guī)律：p過(guò)小，使油過(guò)于集中在火焰筒中心線(xiàn)，會(huì)出現(xiàn)局部富油束，導(dǎo)致燃燒不完全，增加了冒煙和火焰輻射，也使燃燒室溫度場(chǎng)品質(zhì)變差；噴霧錐角p過(guò)大，燃油會(huì)達(dá)到壁面，在壁面集結(jié)，引起壁面的局部高溫，產(chǎn)生火焰筒壁變形或燒蝕，降低了火

6、焰筒的壽命。(3)測(cè)定各種飛行工況下雙油路共同工作和單獨(dú)工作的流量特性曲線(xiàn)， 噴嘴在不同工況的供油特性。2.燃油噴嘴的形式是多種多樣的，但是燃油的霧化過(guò)程在物理實(shí)質(zhì)上都是基本相同的。燃油霧化過(guò)程可歸納為：(1) 燃油被擴(kuò)散成很薄的液膜或很細(xì)的射流；(2)由于燃油射流自身的初始紊流以及周?chē)鷼怏w對(duì)射流的作用，如脈動(dòng)、摩擦，使燃油表面產(chǎn)生波動(dòng)、皺褶，并最終分離成燃油碎片或細(xì)絲；(3) 在表面張力的作用下，油膜碎片或細(xì)絲變成油珠：(4) 在較大氣動(dòng)力作用下，壓縮油珠表面，使油珠變形，進(jìn)一步使大油珠破裂變成小油珠。油珠表面張力作用使油珠表面保持球狀。3.噴嘴噴射過(guò)程的作用：(1)使燃油與周?chē)橘|(zhì)氣體產(chǎn)生

7、相對(duì)運(yùn)動(dòng)(2)讓燃油通過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的流路展成膜或細(xì)射流，流路可以是窄斜縫或螺旋槽，或通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使燃油在金屬表面延展變薄。4.燃油液霧燃燒過(guò)程主要包括：燃油霧化、液霧在氣流中的蒸發(fā)及運(yùn)動(dòng)、燃油及燃油蒸發(fā)在空氣流中的散布、混合、擴(kuò)散以及著火燃燒。燃油噴嘴的性能好壞是燃燒室能否很好適應(yīng)各種工作狀態(tài)的一個(gè)至關(guān)重要因素，關(guān)系到燃燒室能否穩(wěn)定工作、能否滿(mǎn)足航空發(fā)動(dòng)機(jī)使用要求、影響發(fā)動(dòng)機(jī)推力、耗油和工作經(jīng)濟(jì)性。5.燃油霧化質(zhì)量的影響因素主要包括：（1）油霧燃燒過(guò)程受油霧蒸發(fā)時(shí)間限制，而燃油蒸發(fā)一定質(zhì)量百分比所需時(shí)間與液滴平均直徑的平方成正比。液滴平均直徑越大，即霧化粒度越粗，完成燃燒所需時(shí)間或距離越長(zhǎng)。這影

8、響燃燒室長(zhǎng)短，進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)總體尺寸和推重比?，F(xiàn)代航空燃燒室要求SMD（液霧平均直徑）<50um；（2）燃油霧化粒度和液滴尺寸分布對(duì)燃燒室點(diǎn)火影響相當(dāng)大。液霧的最小點(diǎn)火能量與液霧平均直徑（SMD）成正比，SMD增大，點(diǎn)火變得非常困難；（3）燃油霧化直徑大，排氣冒煙增加，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染物增加；（4）粗大的液滴在燃燒室中運(yùn)動(dòng)時(shí)能穿過(guò)燃?xì)獾竭_(dá)壁面上，引起壁面局部過(guò)熱、燒蝕積焦，造成燃燒效率降低；（5）同臺(tái)燃燒室中多個(gè)噴嘴液霧粗細(xì)不均，單個(gè)噴嘴周向分布不均勻會(huì)造成燃燒室出口溫度場(chǎng)不均，局部熱區(qū)過(guò)高，影響渦輪葉片壽命；（6）噴嘴噴霧錐角過(guò)大，液滴會(huì)打到火焰筒頭部壁面，造成頭部過(guò)熱燒蝕；噴霧錐角過(guò)小

9、，使更多液滴集中在火焰筒中心線(xiàn)燃燒，中心過(guò)于富油，燃燒不完全，易于冒煙；（7）燃油濃度分布對(duì)燃燒室燃燒效率、火焰穩(wěn)定、點(diǎn)火、出口穩(wěn)定分布、排氣污染都有很大影響。濃度過(guò)高是出口溫場(chǎng)熱區(qū)產(chǎn)生的主意原因。6.航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)用燃油噴嘴從燃油霧化原理上看主要有兩種類(lèi)型：空氣霧化噴嘴，又稱(chēng)為氣動(dòng)噴嘴；壓力霧化噴嘴，又稱(chēng)為離心噴嘴。(1)空氣霧化噴嘴在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上，利用火焰筒內(nèi)外空氣壓力差產(chǎn)生高速霧化氣，以破碎油束或油膜，即是所謂低壓空氣霧化噴嘴或稱(chēng)氣碎噴嘴；利用高壓力差空氣的稱(chēng)為氣動(dòng)噴嘴，它用于地面燃?xì)廨啓C(jī)。要實(shí)現(xiàn)良好的霧化需要使用一定的空氣流量，這部分空氣將霧化的燃料帶入燃燒區(qū)，并與其后進(jìn)入的空氣

10、進(jìn)一步混合和燃燒。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中，氣流通過(guò)空氣霧化噴嘴的速度受到火焰筒內(nèi)外壓差的限制。又根據(jù)各種不同的結(jié)構(gòu)形式分為預(yù)膜式、雙旋流式和復(fù)合式等氣動(dòng)噴嘴。空氣霧化噴嘴的主要優(yōu)點(diǎn)是燃油和氣流充分的混合、可低壓供油、出口溫度場(chǎng)對(duì)燃油變化不敏感，發(fā)煙少。缺點(diǎn)是穩(wěn)定燃燒范圍窄、點(diǎn)火性能差、低工況霧化差、高溫下可靠性較低。為了克服這些缺點(diǎn)，研發(fā)的組合式噴嘴應(yīng)用了壓力霧化噴嘴，有效地組織主燃區(qū)濃度場(chǎng)，擴(kuò)大穩(wěn)定工作范圍，降低污染物的排放。(2)壓力霧化噴嘴壓力霧化噴嘴的工作原理是：航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的高壓供油泵將燃油從油箱泵出，通過(guò)一個(gè)旋流槽將燃油供給到渦流室內(nèi)，依靠噴口內(nèi)外的壓力差將燃油壓出噴口，利用離心作用

11、，將燃油擴(kuò)展成很薄的液膜或是很細(xì)的射流，散開(kāi)成為許多微小的油珠。液膜或射流在運(yùn)動(dòng)中由于氣動(dòng)力的作用，呈現(xiàn)不穩(wěn)定性，液膜或射流破碎成大大小小的液滴，形成液霧，最后蒸發(fā)并參與燃燒放熱，將燃料能轉(zhuǎn)換為熱能。壓力霧化噴嘴的壓力首先是為了讓燃料離開(kāi)噴口時(shí)與周?chē)橘|(zhì)氣體形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其次是為了使液體通過(guò)特定設(shè)計(jì)的流路展成膜或是射流。壓力霧化噴嘴又可分為雙路單室噴嘴、雙路雙室單噴口噴嘴和雙路雙室雙噴口噴嘴。為了適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)寬廣的燃油流量變化范圍，目前廣泛采用雙油路壓力霧化噴嘴。在小油量時(shí)，只打開(kāi)流通面積較小的副油路供油，提高了供油壓力，改善了霧化質(zhì)量。當(dāng)供油量增加時(shí)，打開(kāi)流通面積較大的主油路，使最大供油量的油

12、壓不超過(guò)燃油系統(tǒng)的可靠工作范圍，既保證了小流量時(shí)霧化質(zhì)量，也滿(mǎn)足了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油流量變化要求。為了避免在主油路打開(kāi)后流量陡升，影響燃燒的穩(wěn)定性，可以在主油路上增加調(diào)壓活門(mén)，即隨著油壓的升高，節(jié)流活門(mén)的面積逐漸增大。（3） 直射式噴嘴a.結(jié)構(gòu)b.特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，安裝布置方便 （2）霧化角度小，霧化質(zhì)量差 （3）多用于動(dòng)力燃燒室、沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)等c.流量公式 （4）離心式噴嘴a.離心式噴嘴的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程b.離心噴嘴理論1944年前蘇聯(lián)的阿勃拉莫維奇教授提出了離心噴嘴理論： 基本假設(shè)：1. 流體為無(wú)粘性的理想流體；2. 不計(jì)噴嘴內(nèi)部流動(dòng)的徑向分速度；3. 噴嘴處于最大流量狀態(tài)工作。c.離

13、心噴嘴工作原理計(jì)算切向速度和空氣渦核離心式噴嘴內(nèi)理想流體的伯努利方程根據(jù)連續(xù)方程，燃油在切向孔內(nèi)的流動(dòng)速度為不計(jì)粘性是，流體的棟梁矩守恒，故有軸向速度由于空氣核的存在，燃油在噴嘴出口處的實(shí)際流通面積為一圓環(huán)形，其值為取軸向長(zhǎng)度為1的環(huán)形微元體，其質(zhì)量為微元體旋轉(zhuǎn)式產(chǎn)生離心力正好與徑向壓力差相平衡，故有積分得 “空穴率”表示噴嘴內(nèi)空氣核的大小，用表示根據(jù)連續(xù)方程 流量和流量系數(shù)最大流量原理 霧化錐角霧化錐角可根據(jù)軸向速度和切向速度的大小來(lái)確定 噴霧錐角公式：只與或A有關(guān)，與無(wú)關(guān)雙油路離心式噴嘴（5）蒸發(fā)管式噴嘴特點(diǎn)： 蒸發(fā)管燃燒室的燃燒效率較高，不冒煙，輻射少，出口溫度場(chǎng)較均勻穩(wěn)定。 存在的問(wèn)題

14、主要是火焰穩(wěn)定期限較窄，以及高壓下工作是，蒸發(fā)管壁有過(guò)熱器燒蝕的危險(xiǎn)（6）甩油盤(pán)式噴嘴噴嘴類(lèi)型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)離心噴嘴1. 火焰穩(wěn)定范圍寬2. 燃油控制反應(yīng)快3. 燃燒室調(diào)試時(shí)容易修正4. 機(jī)械上剛固1. 燃油分布隨供油壓力而變化，因而不宜控制出口溫度分布2. 燃燒室在高壓下，工作時(shí)容易冒煙，熱輻射量大3. 供油壓力變化大4. 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高5. 底油壓實(shí)霧化質(zhì)量差蒸發(fā)管式噴嘴1. 預(yù)混、不易積碳，不易冒煙2. 只需要低的供油壓力3. 燃油分布在很大程度上有氣流控制，不受燃油流量限制，出口溫度場(chǎng)較易控制4. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低1. 火焰穩(wěn)定范圍相當(dāng)窄2. 需要輔助點(diǎn)火系統(tǒng)3. 燃油控制點(diǎn)火系統(tǒng)4. 設(shè)

15、計(jì)和調(diào)試?yán)щy5. 工作于高溫燃?xì)獍鼑?，機(jī)械上可靠性差氣動(dòng)噴嘴1. 排氣冒煙小2. 出口溫度分布不敏感，易控制3. 不需要高的供油壓力4. 機(jī)械上剛固1火焰溫度范圍窄2. 霧化質(zhì)量受氣流速度影響顯著，低速時(shí)，燃燒性能不良直射式噴嘴1 結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單2 布局容易3 當(dāng)相對(duì)氣流速度超過(guò)100m/s，霧化質(zhì)量好4 流動(dòng)損失小5 火焰穩(wěn)定范圍寬1 霧化質(zhì)量差2 單個(gè)噴嘴散播面窄3 多個(gè)噴嘴（或多個(gè)孔）供油量不易保證均勻4 需要摻混段長(zhǎng)5 容易形成積油，引起爆燃由此可見(jiàn)，燃油噴嘴性能的優(yōu)劣是航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)中的一個(gè)相當(dāng)重要的問(wèn)題。四、專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)方案及方案分析航空燃機(jī)的供油方式的改進(jìn)對(duì)燃燒室性能的改善起到了

16、很重要的作用。供油裝置的改進(jìn)大致分為以下幾個(gè)階段：最簡(jiǎn)單的供油方式是直射式噴嘴。雖然其霧化質(zhì)量差且噴霧錐角較小，但可以采用多點(diǎn)噴射的方式來(lái)改善油霧分布不均的缺點(diǎn)，故此種供油方式在加力燃燒室得到廣泛應(yīng)用。在主燃燒室的應(yīng)用主要是與蒸發(fā)管配合使用。單油路單噴口噴嘴也是一種較為簡(jiǎn)單的供油方式。該噴嘴在壓力達(dá)到一定程度時(shí)霧化良好。由于該噴嘴是只有一條油路，其燃油調(diào)節(jié)能力小，低壓下霧化質(zhì)量差，目前主要應(yīng)用于小型發(fā)動(dòng)機(jī)。雙油路雙噴口噴嘴是對(duì)單油路噴嘴的一個(gè)改進(jìn)。由于其良好的工作性能，使該型噴嘴在世界上尤其是國(guó)內(nèi)得到長(zhǎng)期使用。在該噴嘴中采用兩條油路設(shè)計(jì)，兩條油路的流量有明顯差異，克服了單油路燃油調(diào)節(jié)能力差的缺

17、點(diǎn)，保證燃燒室的點(diǎn)火可靠性和寬廣的燃燒范圍。副油路設(shè)計(jì)采用小噴口小流量，保證了小工況下燃油的霧化質(zhì)量。與離心噴嘴同時(shí)應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的還有蒸發(fā)管式供油方式，但在應(yīng)用早期就出現(xiàn)如燒蝕、積炭等技術(shù)故障，以致其停止應(yīng)用。后經(jīng)英國(guó)羅羅公司的改進(jìn)，使其在多個(gè)機(jī)種的發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用。隨著高溫升、高壓比發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，壓力霧化噴嘴在使用中也出現(xiàn)了一些缺點(diǎn)。如噴霧錐角受高壓氣流的影響變小，從而改變主燃區(qū)燃油濃度分布，使燃燒室出口溫度場(chǎng)熱點(diǎn)過(guò)高，影響渦輪葉片的壽命。使用重質(zhì)燃油會(huì)導(dǎo)致燃燒室冒煙、積炭以及壁面高溫?zé)g等?？諝忪F化噴嘴在適應(yīng)高壓比、高溫升燃燒室較壓力霧化噴嘴有突出的優(yōu)點(diǎn)。為了在較短的區(qū)域內(nèi)快速燃燒，達(dá)到

18、縮短燃燒室長(zhǎng)度減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量的目的：提高點(diǎn)火可靠性以及擴(kuò)大穩(wěn)定燃燒范圍；低污染低排放要求。多項(xiàng)更高要求促使另一種供油裝置的出現(xiàn)，即組合式空氣霧化噴嘴。組合式空氣霧化噴嘴將噴嘴與旋流器作為整體進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。噴嘴可以為直射式、離心式、或液膜式，旋流器可為單級(jí)，雙級(jí)或多級(jí)。采用此種供油裝置。它具有工作范圍寬，穩(wěn)定燃燒范圍廣，點(diǎn)火可靠性高、出口溫場(chǎng)品質(zhì)好以及污染低等優(yōu)點(diǎn)。燃燒室內(nèi)很高的溫升給供油裝置帶來(lái)了苛刻的工作環(huán)境。燃油噴嘴內(nèi)的燃油在溫度升高后會(huì)發(fā)生裂解、積焦以致堵塞油路，縮短燃油噴嘴的工作壽命。因此發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴要采取隔熱措施，降低噴嘴內(nèi)燃油溫度。WP6發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃油供給系統(tǒng)主要采用壓力霧化噴嘴，

19、我們組設(shè)計(jì)的組合式空氣霧化噴嘴是一種集壓力霧化噴嘴和空氣霧化噴嘴兩者優(yōu)點(diǎn)的新型燃油霧化器。它的特點(diǎn)是在起動(dòng)和低功率狀態(tài)下，燃油僅由壓力霧化系統(tǒng)供給；而在大功率狀態(tài)下，部分燃油仍由壓力霧化系統(tǒng)供給，大部分燃油則由空氣霧化系統(tǒng)供給，這樣就避免了單純空氣霧化噴嘴的點(diǎn)火困難、貧油熄火范圍窄的弊端，保證了火焰筒頭部的氣流結(jié)構(gòu)和燃油濃度分布，從而獲得寬廣的工作范圍，提高了燃燒質(zhì)量和效率。1.設(shè)計(jì)方案組合式空氣霧化噴嘴組合式空氣霧化噴嘴的主要構(gòu)件和工藝特點(diǎn)1)噴嘴殼體懸臂結(jié)構(gòu)，起火焰筒定位和支承作用，要求足夠強(qiáng)度和剛性，能抗振；（1）噴嘴體盡可能流線(xiàn)形，以減少流阻；（2）噴嘴頭部采用適當(dāng)?shù)拇党e炭措施，如端

20、面小孔和徑向孔隙。2)旋流器旋流槽尺寸一般在0.352mm之間，光度為1.6，出口邊緣保持銳邊。旋流槽或旋流孔數(shù)一般為36個(gè)，多為5個(gè)。槽數(shù)多，燃油分布均勻，渦強(qiáng)亦大，但槽多，其尺寸過(guò)小。3)旋流室（1）一般為圓柱形。對(duì)于錐面螺旋槽，旋流室為向噴口過(guò)渡的錐體；（2）旋流室直徑多為412mm，旋流直徑與噴口比Rrc=1.56范圍；（3）旋流室長(zhǎng)度一般在38mm范圍；（4）旋流室出口錐角2約為5090度；（5）旋流室與旋流器的配合間隙應(yīng)控制在O.Olmm范圍；（6）表面粗糙度約在08以下。4)噴口（1）噴口和旋流槽的尺寸和精度對(duì)流量和噴霧錐角起決定作用，并決定噴嘴的流量均勻性；（2）噴口直徑通常為

21、0.45mm，公差為0.05mm；（3）噴口長(zhǎng)度影響噴霧錐角，與噴口半徑之比可在0.152.0之間選擇；（4）噴口通過(guò)研磨，光度要求小于0.4，并保持銳邊；（5）噴口與旋流室和主副噴口之間的同軸度要求在0.010.03之間。2.方案分析評(píng)定燃油噴嘴工作特性的主要參數(shù)如下：(1)噴霧錐角p。噴霧錐角p。的大小對(duì)燃燒過(guò)程有重要影響。因?yàn)樵诤艽蟪潭壬纤鼪Q定了燃料在燃燒空間的分布。對(duì)大型燃燒室，燃油不易與空氣混合，p應(yīng)取大些，一般p=90°120°。過(guò)大時(shí)油滴會(huì)噴到壁上，造成壁面過(guò)熱。對(duì)小型燃燒室，p=50°80°為宜，過(guò)小的p會(huì)使燃油過(guò)多地噴射到回流區(qū)中，發(fā)生

22、析炭，使排氣冒煙加重。(2)噴霧射程L噴霧錐角p和噴霧距離L當(dāng)噴嘴沿水平方向噴射油霧時(shí)，噴霧距頂部實(shí)際達(dá)到的那個(gè)平面與噴口端面之間距離稱(chēng)噴霧射程工。當(dāng)最前面液滴喪失動(dòng)能時(shí)，其所能達(dá)到的距離稱(chēng)為最大噴霧射程。通常所謂噴霧射程均指最大噴霧射程。對(duì)于分布很廣、霧化很細(xì)的油滴來(lái)說(shuō)，其射程比較短，密集的噴霧距由于從周?chē)雲(yún)⑴c噴霧距運(yùn)動(dòng)的空氣量較少，因而射程較遠(yuǎn)。圖示出了p、L。(3)霧化粒度霧化粒度表示了霧化顆粒尺寸大小。由于油滴尺寸各不相同，因而引入了液霧平均直徑的概念，即是用一假想的液滴尺寸均一的液霧來(lái)代替原來(lái)的液霧，而保持原來(lái)液霧的某種特征量不變。最常用的液霧平均直徑是索特爾平均直徑SMD，它是

23、用一個(gè)假想的都是SMD直徑的液滴群來(lái)代替原來(lái)的燃油液霧，該液滴群與原液霧的總體積和總表面積相等。由此推出： SMD=nD3nD2上式中，以n為直徑D的液滴個(gè)數(shù)。SMD是目前最常用的描述噴霧霧化粒度的表達(dá)式。SMD越小，液滴越細(xì)，越易蒸發(fā)和燃燒，因?yàn)榘瓷鲜龆x，可以得出液霧霧滴的總表面積A和霧滴總體積V的關(guān)系為A=6VSMD，由此可見(jiàn)，SMD越小，其總表面積越大，蒸發(fā)也就越快。另一個(gè)常用的平均直徑就是質(zhì)量中間直徑MMD，其物理意義為：比該質(zhì)量中間直徑小的霧滴和比它大的霧滴的累積質(zhì)量各占總質(zhì)量的一半，即是累積質(zhì)量為50時(shí)所對(duì)應(yīng)的油珠直徑稱(chēng)為中間直徑。MMD亦廣泛應(yīng)用。(4)霧滴尺寸分布液霧平均直徑

24、只代表了霧化粒度，液霧中不同大小的霧滴尺寸分布狀況也對(duì)燃燒性能有重要影響，它表征了液霧另一個(gè)重要特征。圖示出液霧典型尺寸分布圖，D為霧滴直徑，N為霧滴的數(shù)量。霧滴尺寸分布工程上最常用的是R-R分布(Rosin Rammler)，其分布函數(shù)為 1-exp式中，V為累積分布，即尺寸小于D的霧滴體積占液霧總體積的分?jǐn)?shù)；D為霧滴尺寸分布中某個(gè)特征直徑；為霧滴尺寸分布指數(shù)，表示霧滴尺寸分布的均勻性。當(dāng)D=時(shí)，V=0632，因此是V=0632時(shí)的霧滴尺寸；當(dāng)V=05時(shí)，D=MMD，由此可以得出：MMD=由此，RR分布為霧滴尺寸累積分布曲線(xiàn)圖示出按RR分布規(guī)律繪制的霧滴尺寸累積分布，其中包括幾個(gè)特征不同的液

25、霧。N=4與N=2相比，N=4的液霧散布范圍窄，即大尺寸的液滴少，小尺寸的液滴也少，N=2的液霧尺寸散布寬，大尺寸液滴多，小尺寸液滴也由RR分布，可以推導(dǎo)出MMDSMD只是尺寸分布函數(shù)N的函數(shù)，即MMDSMD=NN-1（2-1N）（0.693）1N式中，為伽瑪函數(shù)。已知SMD或MMD，可以找出大于和小于某一特定直徑的液滴所占有的容積百分?jǐn)?shù)。對(duì)壓力霧化噴嘴霧化數(shù)據(jù)及液滴尺寸分布進(jìn)行歸納，一般認(rèn)為MMDSMD1.2，并且指出，要計(jì)算液滴尺寸分布，需同時(shí)考慮平均直徑和分布系數(shù)。五、方案實(shí)施組合式空氣霧化噴嘴：(見(jiàn)附錄) 1. 噴嘴殼體：懸臂結(jié)構(gòu)，起火焰筒定位和支承作用，要求足夠強(qiáng)度和剛性，能抗振；（

26、1）噴嘴體為流線(xiàn)形，以減少流阻；（2）噴嘴頭部采用適當(dāng)?shù)拇党e炭措施，如端面小孔和徑向孔隙。2.旋流器：（見(jiàn)附錄1）旋流槽尺寸0.5mm，光度為1.6，出口邊緣保持銳邊。旋流槽數(shù)5個(gè)，燃油分布均勻，渦強(qiáng)亦大。3.旋流室：（1）錐面螺旋槽，旋流室為向噴口過(guò)渡的錐體；（2）旋流室直徑多為8mm，旋流直徑與噴口比Rrc=5；（3）旋流室長(zhǎng)度一般在6mm；（4）旋流室出口錐角2約為75度；（5）旋流室與旋流器的配合間隙應(yīng)控制在0.01mm范圍；（6）表面粗糙度約在08以下。4.噴口：（見(jiàn)附錄2）（1）噴口和旋流槽的尺寸和精度對(duì)流量和噴霧錐角起決定作用，并決定噴嘴的流量均勻性；（2）噴口直徑5mm，公差

27、為0.05mm；（3）噴口長(zhǎng)度影響噴霧錐角，與噴口半徑之比為2.0；（4）噴口通過(guò)研磨，光度要求小于0.4，并保持銳邊；（5）噴口與旋流室和主副噴口之間的同軸度要求在0.02。六、產(chǎn)品說(shuō)明該噴嘴是一個(gè)雙路離心式噴嘴。噴嘴殼體內(nèi)有主、副兩條油路，互相獨(dú)立，并有各自的旋流器和噴嘴。當(dāng)供油量較小時(shí)，供油壓力較低，僅副油路供油，從面積較小的中心噴口噴出；當(dāng)供油量較大時(shí)，供油壓力升高，主、副油路同時(shí)供油，從環(huán)形主噴口和中心噴口同時(shí)噴油。因而使供油量的變化范圍大大提高，既可滿(mǎn)足大功率狀態(tài)供油需要，又可以防止低功率狀態(tài)燃油霧化不良的情況。為了防止噴嘴積炭，在外罩上開(kāi)有吹除積炭小孔，從壓氣機(jī)后來(lái)的高壓氣體經(jīng)小孔，產(chǎn)生預(yù)旋，從噴嘴噴出。這樣，一方面有助于燃油霧化，又可以吹除沾附在噴嘴上的燃油，防止積