本文对燃油气泡雾化喷嘴形成的旋流喷雾流场及旋流火焰进行了实验研究。气泡雾化属于气体介质雾化新技术,在原理和构造上与传统的气动喷嘴存在较大区别。文中通过查阅相关文献资料,了解气泡雾化技术发展现状,设计制作了一种小流量气泡雾化喷嘴以及与之配套的旋流喷雾燃烧装置,先后对其进行了冷态旋流雾化和热态旋流燃烧实验。冷态雾化实验研究了该喷嘴在设计流量下的雾化效果,并利用PDA对旋流数0.7(安装角45度)、1.2(安装角60度)、2.6(安装角75度)三种不同情况下液雾颗粒速度场分布进行了测量。结果表明,受旋流空气影响,雾化锥角显著增加,轴线附近区域出现颗粒轴向速度的低速区,水平速度呈现多层次分布。热态实验研究了喷嘴的污染物排放特性与过量空气系数、旋流数之间的关系,并考查了旋流火焰的有关特征。结果表明,旋流空气促进了燃料与空气的混合,火焰长度缩短,综合排放特性与具体旋流数有关。在各个旋流数下,气泡雾化喷嘴的各项排放指标均符合有关环保标准,其中采用60度旋流角时污染物排放指数最低。综合分析同类型燃烧器在燃烧室内燃烧过程的数值计算结果,也可以发现旋流数对温度场、流场、反应物浓度分布存在相当的影响。对于本文所研究的气泡雾化喷嘴而言,在适当的过量空气系数下,合理组织气流可以保证其高效、低污染燃烧。