预测泡状雾化喷嘴平均雾化粒径沿轴向演化趋势的方法

摘要

本发明公开了一个预测泡状雾化喷嘴平均雾化粒径沿轴向演化趋势的方法。该方法针对于泡状雾化喷嘴，建立起完善的数值模型，将各个运行参数和液体物性参数对液雾粒径的影响通过大量数值计算，再运用线性拟合的方式逐一加以量化，建立起液雾Sauter平均粒径沿轴向变化的关系式，该关系式经大量实验数据验证，误差范围在30％以内。本发明公式中所需输入参数为独立变量，易于获得，有助于方便有效的判断各种工况条件对液雾平均粒径的影响程度，有益于高效的调节工况以获得预期的雾化效果。此外，本发明的公式，针对于应用前景广阔的泡状雾化喷嘴，可用于计算各个轴向截面上雾化液滴的平均粒径，有利于轴向距离的合理布置，且适用范围覆盖多种工况和多种雾化液体，具有较大的实用价值。

主权项

1.一种预测泡状雾化喷嘴平均雾化粒径沿轴向演化趋势的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)确认喷嘴类型和工况所在范围；(2)根据以下公式计算液雾Sauter平均直径沿轴向距离y的变化趋势：$\mathrm{SMD}\left\{\begin{array}{cc}=(1.103\times {\left(\frac{\mathrm{ALR}}{0.12}\right)}^{-0.218}+14.72\times {\left(\frac{\mathrm{ALR}}{0.12}\right)}^{-0.3952}\times {\left(\frac{{\mu }_l}{0.2}\right)}^{0.1571}\times {\left(\frac{{\sigma }_l}{46}\right)}^{0.8199})\times {10}^{-4}\times y& \\ +(1-y)\times 0.00505\times {\left(\frac{\mathrm{ALR}}{0.12}\right)}^{-0.4686}\times {\left(\frac{P_{\mathrm{in}}}{5\times {10}^6}\right)}^{-0.1805}\times {\left(\frac{D_{\mathrm{noz}}}{0.2}\right)}^{0.6675}\times {\left(\frac{{\mu }_l}{0.2}\right)}^{0.1714}\times {\left(\frac{{\sigma }_l}{46}\right)}^{0.1382}& 0<y<1\mathrm{cm}\\ =1.103\times {\left(\frac{\mathrm{ALR}}{0.12}\right)}^{-0.218}\times {10}^{-4}\times y+14.72\times {\left(\frac{\mathrm{ALR}}{0.12}\right)}^{-0.3952}\times {\left(\frac{{\mu }_l}{0.2}\right)}^{0.1571}\times {\left(\frac{{\sigma }_l}{46}\right)}^{0.8199}\times {10}^{-4}& 1\mathrm{cm}\le y\le 20\mathrm{cm}\end{array}\right.;$其中，所述步骤(2)中，预测Sauter平均直径的公式只适用于典型的泡状雾化喷嘴，且要求输入参数在一定范围内，具体要求如下：气液质量流量比ALR∶0.04～0.2；入射压力P_in：2×10⁶～8×10⁶；喷嘴直径D_noz：0.05～0.4；液体质量流量2～20；液体粘性μ_l：0.01～0.4；液体表面张力σ_l：20～72；雾化射流时，喷嘴附近温度气压为常温常压；雾化所用气体为空气；输入参数所用的量纲制是cm，g，s；其中SMD是Sauter平均直径，指的是所有液滴体积之和和表面积之和之比，单位cm；ALR是气液质量流量比，无量纲；P_in是入射压力，单位g/(cm·s²)；D_noz是喷嘴直径，单位cm；是液体质量流量，单位g/s；μ_l是液体粘性，单位g/(cm·s)；σ_l是液体表面张力，单位g/s²；y是液滴距喷嘴的轴向距离，单位cm。