一种诱导破碎的直射式喷嘴制造技术

技术编号:21112300 阅读:19 留言:0更新日期:2019-05-16 07:25
本发明专利技术提供了一种诱导破碎的直射式喷嘴。喷嘴整体形式为直射式喷嘴,由上游加压,将燃油通过管路输运到喷嘴扩张段,在扩张段设置诱导破碎凸起结构和空气进口。燃油在凸起结构在和气动力的双重作用下,表面波动非常剧烈,再经过锯齿形出口时,不会出现液柱,而会直接开始破碎成小液滴,从而缩短喷射距离,使燃油雾化、蒸发效果明显改善,从而提高燃烧效率。

A Direct Injection Nozzle for Inducing Fragmentation

The invention provides a direct nozzle for inducing crushing. The overall form of the nozzle is a direct injection nozzle, which is pressurized from the upstream. Fuel is transported through pipeline to the nozzle expansion section. The structure of induced breakage bulge and air inlet are set up in the expansion section. Under the dual action of convex structure and aerodynamic force, the surface of fuel fluctuates violently. When it passes through the serrated exit, the liquid column will not appear, but will begin to break into small droplets directly, thus shortening the injection distance, improving the fuel atomization and evaporation effect, and thus improving the combustion efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种诱导破碎的直射式喷嘴
本专利技术属于燃气轮机燃烧室领域,具体涉及一种诱导破碎的直射式喷嘴。
技术介绍
近半个世纪以来,燃气轮机作为一种能源转换的动力装置,始终在军事、航空和发电等领域占据着主导的地位。人们为改善燃气轮机的工作性能进行了不懈的努力,使得现代燃气轮机具备了热效率髙、功率密度大、工作可靠性好和成本低等优点,且燃气轮机技术仍在不断进步和提升。燃气轮机广泛使用的同时给能源供给和环境污染也带来了巨大的考验,提高燃气轮机的能源利用率,降低污染物的排放是现阶段燃气轮机研发工作中迫切需要解决的关键问题。长期以来,作为对燃气轮机能源利用效率及污染物排放有着重要影响的因素之一,燃料的喷射和雾化过程一直都受到国内外研究者的关注。高质量的燃料喷射和雾化过程可实现燃气轮机更为高效和洁净的燃烧,达到节能和减排的目的。燃油射流的破碎和雾化过程是燃气轮机工作过程的重要环节之一,对于燃气轮机的燃烧过程和排放性能有着直接而重要的影响。作为燃油射流的破碎和雾化的上游边界,喷嘴内燃油流动特性对其具有重要的影响,喷嘴内的空穴效应己被证实是引起燃油射流破碎的基本因素之一。因此,利用喷嘴内流动特性及空气对燃料射流破碎和雾化的影响,对喷嘴进行合理设计,能够为现代燃气轮机喷雾过程和组织煅烧提供更有效的控制手段。根据燃烧室所处不同工况,诱导燃油液柱发生破碎,燃油喷射距离,提高燃油雾化效果,改善燃烧室内燃油空气掺混水平,对于实现能源的高效清洁利用有着重要影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提出一种诱导破碎的直射式喷嘴,与现有的技术相比,本方案的优点是结合燃油破碎机理,合理设计燃油喷嘴出口结构,使燃油在经过喷嘴时,可诱导燃油提前发生表面波动并破碎雾化成小液滴,缩短了燃油喷射距离,改善了燃油雾化效果,有效地提高了燃烧效率,降低了污染物排放水平。技术方案本专利技术的目的在于提供一种诱导破碎的直射式喷嘴。本专利技术技术方案如下:一种诱导破碎的直射式喷嘴,包括:喷嘴整体结构形式,喷嘴扩张段,诱导破碎凸起结构,空气进口,喷嘴出口结构形式。其特征在于:喷嘴整体形式为直射式喷嘴,由上游加压,将燃油通过管路输运到喷嘴扩张段,在诱导破碎凸起结构和气动力的双重作用下由喷嘴喷出。喷嘴长度为5~20mm,喷嘴内径为1~5mm,外径为2~6mm。喷嘴下游为扩张段,扩张段轴向长度为3~5mm,其扩张角度在5~15度之间。扩张段设置2-6排诱导破碎凸起结构,突起结构呈环形布置,每排布置6~36个。单个突起结构为球形,直径在0.1~0.5mm,埋入壁面深度为直径的1/2。扩张段中部设置一圈环形空气进口,其开口方向与轴向成30~60度夹角,开口宽度为0.5~2mm。喷嘴出口为锯齿形出口,轴向长度为0.1~0.5mm,锯齿深度为壁厚的1/2。附图说明图1:一种诱导破碎的直射式喷嘴剖面图图2:一种诱导破碎的直射式喷嘴整体示意图图中1-喷嘴扩张段2-空气进口3-喷嘴锯齿形出口4-第一排诱导破碎凸起结构5-第二排诱导破碎凸起结构6-第三排诱导破碎凸起结构7-第四排诱导破碎凸起结构具体实施方式现结合附图对本专利技术作进一步描述:结合图1和图2,本专利技术提供了一种诱导破碎的直射式喷嘴的技术方案。图1为一种诱导破碎的直射式喷嘴剖面图,图2为一种诱导破碎的直射式喷嘴整体示意图。燃油经过加压后通过燃油输运管进入喷嘴扩张段1,由于第一排诱导破碎凸起结构4和第二排诱导破碎凸起结构5的存在,燃油液柱表面在此区域发生初步波动,并且凸起结构呈环形布置,各突起之间有空隙,且不同排的凸起结构直径不同,因此处于同一轴向位置的燃油具有不同的运动速度和波动模式。当燃油经过空气进口2时,由于空气进入喷嘴,燃油受到自身运动和气动力的双重作用,再经过第三排诱导破碎凸起结构6和第四排诱导破碎凸起结构7,其波动程度剧烈增加。当燃油到达喷嘴出口时,其表面波动将会非常剧烈,再经过锯齿形出口时,不会出现液柱,而会直接开始破碎成小液滴,从而缩短喷射距离,使得燃油雾化、蒸发效果明显改善,从而提高燃烧效率,降低污染排放。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种诱导破碎的直射式喷嘴,包括:喷嘴整体结构形式,喷嘴扩张段,诱导破碎凸起结构,空气进口,喷嘴出口结构形式,其特性在于:喷嘴整体形式为直射式喷嘴,由上游加压,将燃油通过管路输运到喷嘴扩张段,在诱导破碎凸起结构和气动力的双重作用下使燃油破碎雾化。

【技术特征摘要】
1.一种诱导破碎的直射式喷嘴,包括:喷嘴整体结构形式,喷嘴扩张段,诱导破碎凸起结构,空气进口,喷嘴出口结构形式,其特性在于:喷嘴整体形式为直射式喷嘴,由上游加压,将燃油通过管路输运到喷嘴扩张段,在诱导破碎凸起结构和气动力的双重作用下使燃油破碎雾化。2.根据权利要求1所述的一种诱导破碎的直射式喷嘴,其特征在于:喷嘴整体形式为直射式喷嘴,喷嘴长度为5~20mm,喷嘴内径为1~5mm,外径为2~6mm。3.根据权利要求1所述的一种诱导破碎的直射式喷嘴,其特征在于:喷嘴下游为扩张段,扩张段轴向长度为3~5mm,扩张角度在5~15...

【专利技术属性】
技术研发人员:张群张鹏刘强杨福正李程镐曹婷婷
申请(专利权)人:西北工业大学
类型:发明
国别省市:陕西,61

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