苏本展 杨 鹤 彭志福 卢成健（华中科技大学，湖北 武汉 430074）



高背压下平口喷嘴射流锥角影响因素分析

苏本展 杨 鹤 彭志福 卢成健
（华中科技大学，湖北 武汉 430074）

摘 要：高背压下条件下的射流在火电的减温水喷射、燃气轮机、加压煤气化、潜艇等领域具有广泛的应用。由于高背压射流参数计算方法缺失，本文利用搭建的高背压实验系统，选取8种不同结构参数的喷嘴进行实验，研究背压、喷射压差、喷嘴长径比等参数对射流锥角的影响。分析实验结果，发现背压对射流锥角影响较大，在高背压时，背压越高，射流锥角越大；在低背压时，射流锥角受喷嘴内部流动状态影响较大，低背压时，喷嘴内部易产生空穴流动，空穴的产生促进射流锥角的增大，其影响不可忽略。

关键词：射流锥角；背压；压差；长径比

1 引言

平口喷嘴在各种射流装置中得到广泛运用，其射流锥角反映了喷嘴喷射的轮廓和覆盖面，是决定其性能好坏的重要参数。Lefebvre总结了一些学者的研究工作，认为平口喷嘴的射流锥角受到喷嘴几何结构、喷嘴长径比以及喷射进入环境介质的密度影响。Kerst等比较常压和高压射流的破碎情况，发现背压升高后，在很小的喷射速度下，射流就会从滴落状态过渡到雾化状态，即背压升高有利于雾化的发生。Varde研究液态燃油喷入气体环境中，结果表明射流锥角依赖于喷嘴形状和喷嘴运行条件。王德忠等利用高速相机研究柴油机喷雾，结果表明与常压情况相比，高背压增强雾化，雾化锥角增加，贯穿度降低。……