受限空间内空心锥形喷雾-横流掺混规律

在自建的冷态横流-旋流喷雾两相掺混系统实验台上，采用PIV测量了掺混通道内气液两相掺混过程中液滴群的运动特性，获得了掺混流场中不同位置的液滴分布图像与流场结构特性。实验段结构为方腔（横截面尺寸为95mm×95mm），喷嘴采用空心锥形雾化喷嘴。对影响掺混效果的主要参数（横流速度、喷嘴雾化压力、喷嘴雾化粒径）进行了详细研究，绘出了最佳掺混效果下各参数关系曲线。掺混过程主要受不同尺度的旋涡结构影响，液滴多富集于旋涡边缘，稳定的大尺度涡不利于掺混。提高掺混效果的途径即是避免流场中出现稳定的大尺度旋涡结构，采用喷嘴前倾布置、增加喷嘴个数、确定合适的横流速度均是提高掺混效果的有效途径。分析方法与研究结果为工程实际应用中掺混室结构的设计及掺混性能的改进提供了依据和参考。