静电雾化是利用外加高压静电场使液体破碎成小液滴的一种雾化手段。静电能够通过降低液体的表面张力和增加液滴内外压差作用来提高雾化程度,近些年已在微尺度液态燃料燃烧、工业喷涂、薄膜材料制备等领域逐步应用。迄今为止,单毛细管的静电雾化研究已较为全面,但对于双毛细管的研究内容很少。本文将通过可视化实验方法对双毛细管静电雾化的雾化模式与雾化特性分布规律进行研究,主要进行的工作如下:(1)自行设计并搭建双毛细管静电雾化实验系统,测试与调整了实验台、测试仪器等带来的误差,选取去离子水、无水乙醇两种作为实验介质进行实验。(2)使用高速摄影机对双毛细管末端进行拍摄,做介质对比实验,根据形态的变化对去离子水、无水乙醇的雾化模式做出划分。无水乙醇的雾化模式可分为滴状、纺锤状、脉动射流、稳定锥射流、多股射流等多种雾化模式。研究了液滴分离频率在不同介质与不同流量下的变化,分析表明分离频率在滴状或斜滴状模式下增长缓慢,纺锤模式开始出现突跃,在稳定锥射流模式达到分离频率最大,失去稳定形态后开始逐渐下降。(3)做流量对比试验,给出了不同流量下随电压变化的双毛细管静电雾化模式划分图。实验表明随着流量的增大,除0.5ml/min流量外,稳定锥射流模式的起始电压值逐渐增加,稳定锥射流模式持续的电压跨度值亦逐渐增大。并使用无量纲静电邦德数以及无量纲流量分析雾化中电压和流量的相对影响大小关系。(4)利用PDIA技术对不同电压、流量、距离高度条件下进行测试液滴粒径实验。结果表明,双毛细管雾化粒径分布规律呈近似M型,雾化状态越稳定粒径波动越小。且对比与单毛细管静电雾化,粒径同比减小近35%,雾化范围增大近40%。(5)利用PIV技术对不同电压、流量、距离高度条件下进行测试液滴速度实验。结果表明,液滴径向速度分布呈线性,雾化状态越稳定线性关系越强,液滴与毛细管末端距离对径向速度近乎无影响。轴向速度分布近似波动M型,与粒径分布规律相似。(6)使用MATLAB对实验中电场的电势分布进行计算。计算表明,当毛细管与竖直方向夹角一定时,随着距离的增大电势逐渐减小。当距离一定时,随着夹角的增大电势逐渐减小。实验中最大合电势出现在夹角为0~?的毛细管正下方出口处,达4?10~4 V。(7)对实验中电场的场强做出计算,在与毛细管末端的不同距离高度下合场强均呈现出中心高两周低的对称分布关系。电场中径向场强呈对称V型分布,随着距离向中心位置靠近,径向场强大小逐渐衰减,且衰减速度随距离的增大而降低。轴向场强与合场强的分布规律相似,轴向方向上轴向场强值衰减量是径向场强值衰减量的2~3倍。