离心喷嘴作为横管降膜蒸发器常用的布液设备,提高其喷淋均匀性可获得较好的料液成膜效果并提高蒸发器的传热性能。本文主要对不同几何结构的离心喷嘴外部喷淋过程以及内部流体流动和破碎过程进行实验研究,探索流体流动参数和喷嘴几何结构对喷淋特性以及气液两相流动特性的影响规律,主要研究工作包括以下几个方面:(1)通过查阅文献了解了离心喷嘴喷淋特性实验研究的进展现状,确定了实验方案和主要实验内容,在借鉴前人多种研究手段的基础上,结合流体力学、材料力学、仪表控制等理论知识,设计搭建了离心喷嘴喷淋特性实验台,实现对喷嘴压力-流量特性、喷淋锥角、喷淋密度等喷淋特性的测量以及可视化喷嘴内部流动和离散破碎情况的观测;(2)对顶部带有圆台结构的空心喷嘴的压力-流量、压力-喷淋锥角、压力-喷淋密度、喷淋高度-喷淋密度等喷淋特性以及不同流动参数下内部流动和离散破碎情况进行了实验研究。当喷嘴入口压力增加时,喷嘴入口流量随之一直变大;喷淋锥角则先增大,当入口压力大于某一临界值后,喷淋锥角不再发生变化;喷淋密度始终具有在喷淋直径两侧边缘位置呈抛物线形状变化的特点,随着入口压力增加和喷淋高度降低波峰逐渐向中心位置靠拢,可以利用“峰谷叠加”原理,对多个喷嘴进行合理的排列组合实现均匀布液;同时,喷嘴入口压力及其内部结构决定了喷嘴内部气液两相流动状态,进而影响惯性力、表面张力、粘性力、重力等多种力对于连续流体离散破碎的共同作用效果,是导致喷淋特性变化的内在原因;(3)对顶部带有三角花纹结构的实心喷嘴压力-流量、压力-喷淋锥角、压力-喷淋密度、喷淋高度-喷淋密度等喷淋特性进行了实验研究和理论分析。与顶部带有圆台结构的空心喷嘴对比,两种结构喷嘴的压力-流量、压力-喷淋锥角的变化规律基本一致,而压力-喷淋密度特性有所差异,可以通过加强喷嘴顶部结构对称性实现均匀布液。综上所述,本文对不同几何结构的两种类型离心喷嘴所开展的实验研究以及所获得流体流动参数和喷嘴几何结构对喷淋特性的影响结果,可为改进和优化离心喷嘴结构从而改善喷淋质量,进而提高横管降膜蒸发器工作性能提供一定的数据支持和理论指导。