冪律流體射流破碎機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、液體射流是自然界和工程中大量存在的現(xiàn)象，它的破碎霧化是一個(gè)具有重要理論意義和工程應(yīng)用背景的課題。射流液體種類(lèi)繁多，其中非牛頓流體特別是冪律流體在日常生活和實(shí)際應(yīng)用中占有重要地位。由于其自身的復(fù)雜性和多樣性，對(duì)冪律流體射流破碎機(jī)理還沒(méi)有形成統(tǒng)一的理論認(rèn)識(shí)，在實(shí)驗(yàn)方面的認(rèn)識(shí)程度也還不夠。本文著重從實(shí)驗(yàn)方面對(duì)冪律流體射流破碎進(jìn)行了研究。
　　 設(shè)計(jì)并搭建了適用于冪律液體射流破碎研究的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要包括液體輸運(yùn)噴射系統(tǒng)、環(huán)境參

2、數(shù)控制系統(tǒng)及圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等三部分。利用這套射流系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)冪律流體射流破碎發(fā)展過(guò)程及噴霧特性的實(shí)驗(yàn)研究。采用陰影法和高速攝像技術(shù)獲得了圓柱形和液膜兩種射流形式下的射流破碎光學(xué)圖像，從中定義并提取出了表征噴霧場(chǎng)形態(tài)特征的特性參數(shù)如破碎長(zhǎng)度、噴霧錐角或射流擴(kuò)散角等。全面研究了不同條件如射流參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和物性參數(shù)對(duì)射流破碎特性參數(shù)的影響規(guī)律。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于圓柱及液膜射流，提高噴射壓力即增大射流速度會(huì)減弱液

3、體粘性力和表面張力對(duì)射流破碎的抑制作用，促使射流破碎長(zhǎng)度減小、噴霧錐角或射流擴(kuò)散角增大，促進(jìn)液體射流的破碎；提高環(huán)境壓力或使用SF6代替N2作為環(huán)境氣體，其實(shí)質(zhì)都是增大氣液密度比，進(jìn)而促進(jìn)了射流的破碎發(fā)展；環(huán)境溫度變化會(huì)影響射流的熱傳導(dǎo)及熱不穩(wěn)定性，并引起噴霧場(chǎng)液體蒸發(fā)和液體粘性等物性參數(shù)發(fā)生變化，對(duì)射流破碎的影響很大，隨著環(huán)境溫度的提高，射流破碎長(zhǎng)度明顯減小，噴霧錐角或射流擴(kuò)散角增大，破碎尺度大大增加；對(duì)于圓柱射流和液膜射流，噴孔直徑