郑捷庆,何宏舟

(1．厦门大学物理与机电工程学院,福建厦门 361005;2．福建省能源清洁利用与开发重点实验室(集美大学),福建厦门 361021)

基于PIV的水煤浆气力式静电雾化流场特性

郑捷庆1,2,何宏舟1,2

(1．厦门大学物理与机电工程学院,福建厦门 361005;2．福建省能源清洁利用与开发重点实验室(集美大学),福建厦门 361021)

为探索高压静电场中水煤浆荷电颗粒相的动力学特性,基于新型三级Y型水煤浆气力式雾化喷嘴-环电极的静电雾化实验系统,利用粒子图像速度仪(PIV)对雾炬内水煤浆荷电雾滴的运动规律进行了深入的实验研究。研究结果表明:在射流边缘区域内的水煤浆荷电细小雾滴群在静电场力的作用下,沿程将偏离常规雾化的运动轨迹,靠近电极处的流线发生明显的弯曲变形并随电压的不断增强呈现出3种典型形式;荷电雾滴的轴向速度随电场力增强而减小,并在射流核心区内的沿程截面上分布趋于均匀,径向速度随电场力的增强而增加,并在射流核心区内的沿程截面上呈线性分布;流场中雷诺应力及涡量均集中分布在射流轴线两侧,随电场增强,雷诺应力峰值显著增加并在横截面上逐渐外移,随射流远离喷嘴,其截面雷诺应力分布趋于平缓。

水煤浆;雾化;静电场;流场

水煤浆是由煤、水和化学添加剂以一定的比例经物理加工配制成的低碳、环保、节能的煤基代油燃料,可用于电站锅炉、工业锅炉、油田采暖炉等热能与动力设备的燃烧[1-3]。由于水煤浆具有黏度高、雾化阻力大、流变特性复杂等完全不同于燃油的一些特性,故在其实际工程应用中必须结合气力式雾化技术方具有实用价值[4-7]。……