1、噴嘴流量公式的分析

　　流量及錐角均偏小，可研磨加大噴口直徑dc，此時(shí)的流量系數(shù)u降低，a值增大，流量仍然顯著增大。這足由于噴口面積Fc=πr2增大的作用超過u減小的作用(噴口阻力減小)。dc增大時(shí)，旋流增強(qiáng)，a增大。

　　流量偏小，錐角偏大，可增大切向槽(孔)尺寸，幾何特性A減小，進(jìn)入旋流室的人口速度減小，中心氣體旋渦半徑減小，有效噴出環(huán)形面積增大、qv增加，旋流減弱，a減小。

　　錐角偏小，可研磨噴口端面，以縮短噴口長度Le。減小Le將使噴口阻力減小，有利于a明顯增大.Le太小會(huì)惡化霧化質(zhì)量。

　　噴嘴的燃油分布的不均勻度與許多因素有關(guān)，并且主要受噴嘴零件加工質(zhì)量的影響，將在后面再作說明。

　　以上性能調(diào)整一般原則也可以作為設(shè)計(jì)計(jì)算中參數(shù)調(diào)整的指導(dǎo)性條款。

　　2、噴霧方式及其應(yīng)用

　　目前歐美國家的多家專業(yè)生產(chǎn)公司為鍋爐生產(chǎn)燃油燃燒器上的噴嘴，基本上都是帶旋流錐的單油路壓力霧化噴嘴，并且可以提供不同噴霧方式的噴嘴，各個(gè)公司以不同代號(hào)加以區(qū)分，按歐洲標(biāo)準(zhǔn)分為五種(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)，非歐洲標(biāo)準(zhǔn)分為三種(實(shí)心S，空心H，半實(shí)心B)。

　　所謂噴霧方式就是垂直噴霧錐的截面上燃燃油分布不同，大體上可以區(qū)分為空心及超空心)、半空心、實(shí)心(或稱彌散型)等。不同噴霧方式與供油量、噴霧錐角要求有關(guān)，有的與點(diǎn)火、燃燒噪音及污染性能有關(guān)。一般空心噴霧的火焰短，實(shí)心的火焰長。

　　上述不同噴霧方武的形成，主要是在旋流錐與噴孔之問采取了不同結(jié)構(gòu)措施：有的是在旋流錐出口端加裝一個(gè)不同結(jié)構(gòu)尺寸的孔板(含旋流室與噴口)；有的是在旋流錐出口端的內(nèi)凹圓孔的尺寸不同等。具體結(jié)構(gòu)尺寸很難經(jīng)理論計(jì)算確定，而是通過反復(fù)試驗(yàn)后才可以確定。另外噴霧方式也隨流量(或油壓)變化，當(dāng)流量增大，噴霧錐的空心度也增大?？傊?，通過改變?nèi)加瓦M(jìn)人旋流室的切向和徑陽分速的關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)不同噴霧方式。

　　上述多種噴霧方式實(shí)際上可分為空心和實(shí)心錐兩大類。除此之外，還有一種扇形噴霧方式，即噴霧呈大張角扇片式展開，因此也稱為扇片式噴嘴。不同噴霧方式可以在單一液體工質(zhì)機(jī)械霧化噴嘴上實(shí)現(xiàn)，也可以在液態(tài)丁質(zhì)的空氣(或蒸汽)霧化噴嘴上實(shí)現(xiàn)。

　　不同的噴霧方式各有其特點(diǎn)，人們利用其特性應(yīng)用于不同的燃燒與非燃燒設(shè)備上，發(fā)揮其功能。

　　實(shí)心噴霧噴嘴

　　實(shí)心噴霧就是燃料或其他工質(zhì)均布于噴霧錐橫截面上。該種噴嘴又可分兩種類型：一種是簡單直射噴嘴，它的噴射錐角很小(小于15)，甚至近似直線噴射。它的射程長，沖擊力最大。在燃燒設(shè)備上應(yīng)用也很廣泛。在非燃燒設(shè)備上也有應(yīng)用，如清洗設(shè)備、噴射、冷卻、潤滑、防火等行業(yè)。另一種是在噴嘴殼體內(nèi)裝有旋流葉片，其噴霧錐角可為50°～120°，其沖擊最小。在非燃燒設(shè)備上應(yīng)用最為廣泛，也可用于清洗、冷卻、防火、加濕、防塵等。一般實(shí)心噴霧粒徑較粗，為了減小粒度也可采用空氣或蒸汽助霧化。

　　空心噴霧噴嘴

　　在上列各種噴霧方式中，它是對(duì)噴霧質(zhì)量要求最嚴(yán)格的一種(特別是對(duì)航空和地面燃機(jī)燃燒室上采用的)。該種噴嘴除了廣泛應(yīng)用于工業(yè)爐窯、鍋爐、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等燃燒設(shè)備外，在非燃燒設(shè)備上也有廣泛應(yīng)用。由于它可以獲得最小的平均粒徑，在噴霧壓力，噴霧流量和角度相同的情況下，可以使處理工件表面面積增大，并處理得更加細(xì)膩，對(duì)物質(zhì)的移動(dòng)產(chǎn)生較大影響。困此，空心噴霧噴嘴在氣體冷卻、空氣加濕、金屬處理、粉塵控制、氣體洗凈以及化學(xué)反應(yīng)上使用能產(chǎn)生很好的效果，在粉料制取、噴涂等眾多行業(yè)的設(shè)備上廣泛采用?？招膰婌F也可以采用空氣或蒸汽助霧化。

　　扇形噴霧噴嘴

　　扇形噴霧可以讓工質(zhì)由噴嘴夾部多個(gè)小孔或多管耙噴射產(chǎn)生；也可以由工質(zhì)經(jīng)圓孔噴出沖擊出口曲面或經(jīng)長圓孔截面噴口噴出，再經(jīng)噴口外V形條縫形成。其沖擊力僅次于小噴霧角的直射噴嘴，它可按一定間距排列的一排或多排水(清洗液)簾，對(duì)平移的大批量碎礫石，工件和按一定間距排列的水果、蔬菜等進(jìn)行流水線式清洗；也可以利用噴射冷(熱)空氣流對(duì)零件冷卻、干燥、洗滌等。

　　3、噴嘴排布

　　從以上各種噴霧方式可以看出：噴霧錐角(或扇面角)從噴嘴端面開始，隨軸向距離增加，噴霧散布截面(或橫向尺寸)越大。對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)環(huán)形燃燒室來說有多個(gè)(多至30多個(gè))分布在圓周上；對(duì)非燃燒設(shè)備上的清洗、潤滑、外涂等裝置也會(huì)排布大量噴頭．都要求得到較均勻的流量分布(或稱噴霧體積通量)，以達(dá)到設(shè)備的功能要求。為此必須防止不合適的液霧重疊，對(duì)噴嘴的布局要有所安排。

　　嚴(yán)格地說，最好在保證所有噴嘴的流量、噴霧錐角、噴霧質(zhì)量、噴霧體積通量(即單位時(shí)間內(nèi)通過采樣體單位探測(cè)面積的液體體積)等基本相等條件下(當(dāng)然這些數(shù)據(jù)要通過預(yù)先檢測(cè)得到)，按環(huán)面或長條平面保證均等流量分布來安排噴嘴間距。

　　實(shí)際工程應(yīng)用中難于按上述要求去執(zhí)行，有的通過實(shí)用效果檢測(cè)去修正完善。例如在早期航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室上的噴嘴排布(或稠度)是進(jìn)行過大量調(diào)驗(yàn)才予確定的。噴嘴間距合適與否會(huì)反應(yīng)在以下性能：

　　出口溫度場(chǎng)的變化，一般噴嘴間距太大．出口溫度分布系數(shù)(或出口熱點(diǎn)分布系數(shù)OTDF)偏大(特別在高功率狀態(tài)下尤為突出)；

　　低工況燃燒性能惡化，一般噴嘴間距太小，即噴嘴數(shù)量太多，相同噴口尺寸及總供油量條件下，每個(gè)噴嘴供油量少，勢(shì)必降低了供油壓差，燃油霧化質(zhì)量惡化，燃燒效率降低，點(diǎn)火困難．燃燒穩(wěn)定性差。這些性能參數(shù)及表現(xiàn)均可通過燃燒室方案選擇性試驗(yàn)確定，進(jìn)而折中作出噴嘴數(shù)量選定。

　　首先，燃燒室類型不同，同一類噴嘴的稠度也不同，如采用壓力霧化噴嘴的單管或聯(lián)管型燃燒室，一般稠度取值約為1．1，即留夠傳焰管安裝尺寸和保證火焰筒周向均勻進(jìn)氣要求的間隙；而對(duì)于環(huán)形燃燒室來說，噴霧錐受到火焰筒頭部及主燃區(qū)的外壁進(jìn)氣的壓縮作用，其縱截面勢(shì)必呈橢圓形，為了防止油錐重疊，噴嘴稠度取值為1.3-1.5。

　　其次，在環(huán)形燃燒室上，不同類型噴嘴及其安裝方式的稠度也有差別：

　?。甌形蒸發(fā)管供油方式的支管稠度小于1，r形的小0.5。這是由于從支管噴出的油氣混合物射流不可能產(chǎn)生很大的噴霧錐，而即刻進(jìn)人頭部相應(yīng)回流區(qū)。

　?。邢虬惭b的壓力霧化噴嘴的稠度較大，一般lx／hf>1．5，如GTCP36-300、WTQ-l等。如果采取周向分級(jí)，為保證高況工況的性能，則其稠度為1．5左右。

　?。赜蛧娮煸诘凸r下噴霧錐角變大，其稠度取值可大些，其噴霧角達(dá)90°土5°，因此稠度達(dá)到2左右。

　　．扇片式噴嘴的情況前面已討論過，它的稠度取值也達(dá)到2左右。

　?。?．5，如GTCP36-300、WTQ-l等。如果采取周向分級(jí)，為保證高況工況的性能，則其稠度為1．5左右。

　?。赜蛧娮煸诘凸r下噴霧錐角變大，其稠度取值可大些，其噴霧角達(dá)90°土5°，因此稠度達(dá)到2左右。

　　．扇片式噴嘴的情況前面已討論過，它的稠度取值也達(dá)到2左右。

　?。諝忪F化噴嘴(含組合式空氣霧化裝置)是一個(gè)獨(dú)立的油氣供給裝置，受火焰筒頭部進(jìn)氣影響小，特別是組合式的，霧化空氣量占總氣最比例大，因此稠度取值偏小，如CT7的稠度為l.2左右。

　　以上歸納的噴嘴稠度取值原則主要以大超小發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的資料為依據(jù)，這些原則對(duì)于大發(fā)動(dòng)機(jī)也基本上適用。在非燃燒設(shè)備的清洗、噴涂、潤滑、冷卻等裝置安排噴嘴群也必須要求所用噴嘴的流量、噴霧錐角、流量分布等基本性能相近，然后按噴嘴端面至工作平臺(tái)高度、噴霧壓力及工質(zhì)性質(zhì)不同初步確定噴嘴布局。一般情況多用扇形噴霧噴嘴，它的噴霧體積通量呈山形分布(外側(cè)流量少)，因此必須有一定噴霧重疊量．實(shí)心噴霧的噴霧體積流量類似扇形噴霧，只足它的分布更如同圓面包形。而空心噴霧的縱剖面如同馬鞍形(即中心部位流量少)。無論何種噴霧形式都必須考慮覆蓋面的重疊量，至于具體數(shù)據(jù)尚難給定。