撞击流对液体燃料的雾化燃烧过程有显著的强化作用,但由于其复杂性,到目前为止,关于喷雾撞击燃烧过程及其形成NO_x的关键影响因素和规律仍少有报道。因此,本文将基于理论分析和数值模拟,通过建立考虑液滴碰撞和后续发展、液滴蒸发过程,以及气相燃烧反应过程的综合模型,对同轴射流喷雾撞击燃烧、逆向射流喷雾燃烧以及各自燃烧过程中形成的NO_x进行研究。通过对比分析各种形式下喷雾撞击燃烧的特性,研究了不同工况中燃烧室内热流场的变化和分布,揭示了撞击流对喷雾燃烧过程的强化机理与NO_x的形成,从而对撞击流喷雾燃烧在工业过程中的应用和优化产生一定的指导意义。从数值模拟结果可以看出,撞击流对同轴射流喷雾撞击燃烧和逆向射流喷雾燃烧方式下的燃烧过程均存在一定的强化作用。相较于单喷嘴射流喷雾燃烧,同轴射流喷雾燃烧温度提高了100K。在同轴射流喷雾撞击燃烧方面:随着喷嘴进口气相速度、喷嘴进口燃料质量流量、两喷嘴夹角以及燃料碳原子数的增加,撞击区燃烧强化,产生相差100K~500K的高温;随着两个喷嘴之间的距离增加,撞击区域的燃烧强化效果先提高后减小。在逆向射流喷雾燃烧方面,气动式雾化的逆向喷雾燃烧比压力式高300K,其中:随着两喷嘴进口气相速度差、喷嘴进口燃料质量流量以及两喷嘴间距的增大,撞击区燃烧效果先增强后减弱;随着喷嘴进口气相速度和燃料碳原子数的增大,撞击区燃烧效果不断增强。在此前燃烧模拟结果的基础上,针对同轴射流喷雾撞击燃烧和逆向射流喷雾燃烧方式下不同流场结构对反应过程中氮氧化物的生成和排放影响的研究发现:随着入口气相速度、喷嘴夹角、两侧入口速度差的增大,燃烧过程中热力型NO_x和快速型NO_x生成速率均有所增加,出口处NO_x的排放量也增多;随着喷嘴间距的增加,燃烧过程中热力型NO_x和快速型NO_x形成速率都降低,并且出口处的NO_x排放也随减少。