文丘里管內(nèi)空泡及空泡群的演變及其潰滅特性.pdf

1、水力空化具有發(fā)生裝置簡(jiǎn)單、能量利用率高、無(wú)二次污染、易于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；葍?yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)生活的許多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。利用水力空化產(chǎn)生的高溫、高壓、自由基等特殊條件，對(duì)物理、化學(xué)過(guò)程進(jìn)行強(qiáng)化已經(jīng)開(kāi)始被人們研究應(yīng)用，但主要從實(shí)驗(yàn)方面進(jìn)行展開(kāi)，目前還缺乏理論研究作指導(dǎo)。為了使水力空化對(duì)過(guò)程的強(qiáng)化達(dá)到最佳效果，需要進(jìn)行更深入的研究。 為了探索空化強(qiáng)化機(jī)理，尋求影響空化強(qiáng)化效果的基本規(guī)律，認(rèn)識(shí)各因素對(duì)空化演變過(guò)程及空化強(qiáng)化效果的影響，建立空

2、化強(qiáng)化效果與影響因素之間的關(guān)系，指導(dǎo)水力空化器的優(yōu)化設(shè)計(jì)，本文開(kāi)展了以下工作： 含汽-氣型單空泡動(dòng)力學(xué)特性研究。以考慮液體粘性、可壓縮性的Gilmore空泡動(dòng)力學(xué)方程為基礎(chǔ)，結(jié)合計(jì)算泡內(nèi)氣體壓力的不同熱力學(xué)模型，建立三種數(shù)學(xué)模型，計(jì)算空泡演變、潰滅壓力及潰滅溫度，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，確定出范德華方程結(jié)合多變假設(shè)的熱力學(xué)模型吻合性好，計(jì)算精度較高。應(yīng)用該模型計(jì)算了不同參數(shù)下的空泡演變過(guò)程、潰滅壓力及潰滅溫度。得到發(fā)生空化時(shí)空泡的初始

3、半徑分布范圍：討論了各參數(shù)對(duì)空泡演變過(guò)程、潰滅壓力及潰滅溫度的影響：建立了各參數(shù)與潰滅壓力及潰滅溫度的分項(xiàng)關(guān)系式和總體關(guān)系式。 含汽-氣型空泡群動(dòng)力學(xué)特性研究。采用空泡群分層潰滅模型，依據(jù)如何考慮空泡間相互作用問(wèn)題，分別建立了三種計(jì)算空泡群潰滅壓力的數(shù)學(xué)模型。通過(guò)計(jì)算結(jié)果比較可知，空泡群內(nèi)空泡間的相互作用加速了空泡群的潰滅速度，使空泡群的潰滅壓力增大；群內(nèi)已潰滅各層空泡的影響比層內(nèi)正在潰滅空泡的影響更顯著。應(yīng)用考慮已潰滅各層空泡

4、的影響和同層內(nèi)正在潰滅空泡的影響的分層潰滅模型，計(jì)算了不同參數(shù)下的空泡群潰滅壓力；討論了空泡群潰滅壓力與各影響參數(shù)的關(guān)系；建立了空泡群潰滅壓力與各參數(shù)分項(xiàng)擬合關(guān)系式和總體擬合關(guān)系式。 空化區(qū)域外形輪廓線的數(shù)值模擬?；谏L(zhǎng)階段群內(nèi)空泡之間無(wú)相互作用的假設(shè)，建立了空泡群生長(zhǎng)模型，由此計(jì)算空泡群生長(zhǎng)輪廓線；考慮空泡潰滅后回彈的影響，對(duì)空泡群潰滅模型進(jìn)行修正用于計(jì)算空泡群潰滅輪廓線，最終得到空化區(qū)的外形輪廓線。模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻