本研究以實驗量測與數值模擬二種方法探討壓力式噴嘴之噴霧行為，以做為汽機車噴
射引擎噴嘴設計之基礎。實驗量測部分係利用雷射光散射的方法，量取在不同噴射壓
力（P） ，噴射時段（t） 及閥針提程（D） 下不同軸向距離（L） 之霧化液滴的SM
D （Sauter Mean Diameter），並據以找出可供設計用的經驗式，試驗液體為高級汽
油以與實際應用相配合。數值模擬部分則利用統計分離顆粒描述法分析液滴與空氣的
動量交換，觀察中空噴霧液滴在空間中的分佈及不同空氣速度，粒徑大小分佈，液滴
間碰撞及蒸發等效應對霧化液滴之SMD 在不同軸向距離變化的影響，以增加吾人對噴
霧基本物理現象的瞭解。
實驗結果發現隨著噴射壓力的增加，SMD 有明顯的下降趨勢；而隨著軸向距離的增加
，SMD 則先下降而後上昇。此外噴射時段增加時SMD 會下降，但影響較不顯著，而閥
針揚程增加時，SMD 會先上昇後下降而趨於定值。噴嘴在軸向距離３至６公分間，連
續噴射狀況下，SMD 與噴射壓力及軸向距離的關係可以下式表示：
SMD ＝C１×（P/14.7）^C2×（１＋P/14.7×L ）^C3 其中C１，C２及C３ 三個係數
隨噴嘴之設計而有所改變，須以測試數據尋得。若以霧化效果最佳的E ０５噴嘴尋求
包含噴射時段影響之經驗式，則為：
圖表省略
誤差多在６％以下，足可做為設計之預測式。實驗過程並量取了噴射角及噴射流量上
做參考。
數值模擬分析結果則得到噴霧液滴受空氣流動的影響而依粒徑大小不同有著層次分明
的空間分佈，小液滴往噴霧中心集中，大液滴則多在噴霧外圍區域。由於液滴與空氣
在速度上的差異，發現小液滴很快地就失去其動量而與空氣有著相同的速度。SMD 在
不同軸向距離變化之分析上，亦獲得與實驗部分一致的結果，同時發現SMD 分佈曲線
下降的程度也愈少。液滴碰撞及蒸發都會造成SMD 曲線的上昇，但在常溫之下，蒸發
的影響並不顯著。
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