Experimentální studie vlastností spreje a funkčnosti malých tlakových vířivých trysek

Abstract

Diplomová práce se zabývá experimentální studií vlastností spreje z několika malých tlakových vířivých trysek používaných ve spalovacích komorách proudových motorů. Po desetiletí byla snaha zlepšit jejich rozprašovací charakteristiky a stále jsou možnosti, které nebyly téměř prozkoumány. Výzkum byl proveden za použití různých geometrií jednotlivých dílů trysky za účelem zjištění jejich vlivu na sprej. Byl použit různý počet vstupních portů (2, 3 a 4), různé vířivé komůrky (kulová, kuželová, konvexní, nízká kuželová) a rozdílné návrhy obtokového otvoru (osové, mimosové). Důraz byl kladen na posouzení stability spreje, kde pulzující sprej negativně ovlivňuje provozní charakteristiky spalovací komory. Vlastnosti spreje byly proměřeny fázovým dopplerovským analyzátorem, cirkulární homogenita byla hodnocena mechanickým paternátorem a rozpad kapaliny byl vizualizován pomocí jednoduchého laserového stínografu.The present master thesis deals with an experimental study of spray characteristics from several small pressure-swirl atomizers used in a combustion chamber of turbojet aircraft engine. For decades, attention has been paid to improvement of their atomization characteristics but still there are possibilities which have not been examined yet. Investigations were carried out using various geometries of the individual elements of atomizer to find their effect on the spray. Measurements were made using a different number of entry ports (2, 3 and 4), various swirl chamber shapes (hemispheric; conical; curved convex and flat conical), and different spill-line orifice designs (axial and off-axis). Emphasis was placed on the assessment of spray stability wherein the fluctuating spray negatively affects the operating characteristics of the combustion chamber. Spray characteristics were probed using Phase Doppler analyser, spray circumferential homogeneity was rated by mechanical patternator and the liquid breakup was imaged by simple laser shadowgraph.