针对某型船用增压锅炉雾化蒸汽系统前后压差过大,易导致蒸汽压力调节器堵塞的问题,提出加装多级节流孔板减压装置的解决方案,并探索出一种适用于求解以微过热蒸汽为流动介质的三维多级节流孔板的数值模拟方法。通过对3种设计方案的流动特性和节流特性的比较得出:方案2的速度场和压力场的衰减符合流体运动规律,且在孔板进口压力不低于1.5 MPa时,可以保证雾化蒸汽的工作压力,为最佳的工程应用方案。同时,以方案2为设计依据,研制了1套节流孔板减压装置,并安装于某型船用增压锅炉雾化蒸汽系统上进行试验使用,试验结果与模拟结果的误差仅为5‰,证明了所述模拟方法的可靠性。
采用LPI-3衍射式激光粒子测径仪与LE-3雾化角测量仪对船用旋流蒸汽机械雾化喷油器进行了试验研究,得到了雾化油滴索特平均直径及喷油量与压力的变化关系;利用Realizable k-ε模型模拟气体湍流流动,随机轨道模型模拟液滴运动;并用LISA模型和TAB模型模拟液滴变形和破碎,对旋流蒸汽机械雾化喷油器的雾化过程进行了数值模拟,分析了喷油器内雾化空气和油质量流量对雾化特性的影响,模拟的结果与试验结果吻合得较好。研究表明,在喷油压力高于1.1MPa时,喷油器特性符合机械雾化喷嘴的一般规律,但当喷油压力较低时,雾化规律相反,喷油压力越低,雾化粒度越细。由此表明,旋流蒸汽机械雾化喷油器可以极大地改善低工况雾化质量,具有较大的调节比,气耗量也优于常见的气动雾化喷油器。
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