燃油在进入燃烧室之前,必须通过雾化装置将连续流动的液体燃料进行破碎,将其变成细小的雾滴,增大液滴比表面积,使其与空气充分混合,这样才能稳定充分燃烧。静电雾化是利用电场力克服液滴表面张力使其破碎的过程,该过程可通过调节电压控制,且获得的液滴分散性强、粒径更加细小。所以,与其它雾化方式相比,静电雾化可显著增强雾化质量、提高燃烧效率。因而,研究燃油静电雾化模式及特性对于缓解能源危机、减少不完全燃烧污染物的排放有重大意义。长期以来,国内外学者对于燃油静电雾化问题已经进行大量研究,但是研究大多针对柴油、汽油等普通发动机所用燃料。而对于航空发动机专用燃料航空煤油的研究少之又少。所以,本文重点对航空煤油在毛细管端口的静电雾化模式及特性进行研究。主要研究内容包括如下几个方面:(1)对静电雾化液滴的荷电方式、荷电雾化机理以及受力情况进行理论分析。液体荷电方式主要有自然荷电与强制荷电两种。在实际情况下,荷电液滴在荷电量达到Rayleigh极限的70%左右会发生破碎。荷电液滴在电场中主要受到电场力、质量力、库仑力、梯度力、粘性阻力等作用力。(2)自行设计并搭建静电雾化实验系统。对实验过程进行详细的规划。选取主要实验器件,并选取航空煤油、去离子水以及无水乙醇为实验介质。(3)对航空煤油的静电雾化模式进行划分,并与去离子水、无水乙醇的模式进行对比。随着电压持续升高,航空煤油静电雾化模式依次经历滴状模式、摆动模式、不稳定射流模式、稳定射流模式与不稳定电离模式。(4)对航空煤油、去离子水及无水乙醇随电压增高过程中毛细管端口的液滴直径、液桥长度进行提取分析。当流量为1 ml/min时,三种介质在毛细管端口的液桥长度随电压的增高而增长;液滴直径随电压的增高而减小。(5)进行航空煤油静电雾化的多流量对比实验,总结不同流量下航空煤油静电雾化特性。研究发现:航空煤油能产生稳定射流的流量范围为0.18 ml/min–2.55 ml/min,电压范围为20 kV-25 kV;流量越大,同一电压下航空煤油下落频率越高,且下落频率随电压增大的幅度越大;各流量航空煤油液桥长度都随电压的增高而增长;流量为0.1ml/min时,航空煤油液滴粒径随电压增长的变化趋势是先减小,后增大;随着流量的增大,增大趋势逐渐减少,在流量为1.0 ml/min时,无增大趋势。