冪律流體射流破碎機理的實驗研究.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具有重要理論意義和工程應用背景的課題。射流液體種類繁多，其中非牛頓流體特別是冪律流體在日常生活和實際應用中占有重要地位。由于其自身的復雜性和多樣性，對冪律流體射流破碎機理還沒有形成統(tǒng)一的理論認識，在實驗方面的認識程度也還不夠。本文著重從實驗方面對冪律流體射流破碎進行了研究。
　　 設計并搭建了適用于冪律液體射流破碎研究的實驗系統(tǒng)。該實驗系統(tǒng)主要包括液體輸運噴射系統(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)可以實現(xiàn)對冪律流體射流破碎發(fā)展過程及噴霧特性的實驗研究。采用陰影法和高速攝像技術獲得了圓柱形和液膜兩種射流形式下的射流破碎光學圖像，從中定義并提取出了表征噴霧場形態(tài)特征的特性參數(shù)如破碎長度、噴霧錐角或射流擴散角等。全面研究了不同條件如射流參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、結構參數(shù)和物性參數(shù)對射流破碎特性參數(shù)的影響規(guī)律。
　　 實驗結果表明，對于圓柱及液膜射流，提高噴射壓力即增大射流速度會減弱液

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