亚毫米级液滴间碰撞及碰壁的实验研究
发布时间：2021-08-23 13:00
液滴间碰撞及碰壁现象广泛存在日常生活中。在发动机气缸内部燃油喷雾过程中不可避免的会发生液滴间的相互碰撞及燃油液滴撞击气缸壁现象。燃油液滴间的相互碰撞及撞壁现象会直接影响气缸内部油气混合质量及附壁油膜的产生,进而会对发动机的热效率和污染物排放问题造成影响。但是由于实验手段的限制,目前对于液滴间碰撞及碰壁的研究大多基于毫米级液滴的研究,因此本论文将亚毫米级液滴作为研究对象,利用高速摄影技术开展了亚毫米级液滴间碰撞及碰壁的实验研究。研究结果能够加深对液滴碰撞及碰壁机理的理解,从而为得到更好的雾化效果提供实验依据。亚毫米级液滴的产生对亚毫米级液滴间碰撞及碰壁研究具有重要影响。本文首先通过搭建亚毫米级液滴产生可视化实验系统,利用单分散液滴发生器去生产亚毫米级液滴。研究了射流速度、扰动频率及喷孔直径对所产生亚毫米级液滴粒径大小、分布及形态的影响,得到了单分散液滴发生器生成亚毫米级液滴的特性（包括大小、分布、形态）及影响规律,实现了液滴粒径大小及形态变化的控制。另一方面,通过这一研究,可以得到尺寸、速度及形态均满足需求的亚毫米级液滴,进而为实现液滴间相互碰撞和亚毫米级液滴撞壁的实验研究奠定基础。其次...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１射流断裂成液滴示意图??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｊｅｔ?ｂｒｅａｋｉｎｇ?ｉｎｔｏ?ｄｒｏｐｌｅｔｓ??
液体分散为微液滴的能力。Ｌｉｎｋ等［２８］充分利用这种潜力，需要同时生成多种尺寸??的液滴。通过使用压力，驱动流动在简单的微流体结构中被动地将较大液滴分成??精确控制的子滴，如图１－３所示，液滴从最左边的通道进入到右边俩个通道，根??据右边俩个侧臂的长短，使得形成液滴的尺寸得以控制，可以形成不同尺寸液滴。??ｆＨ：?１?１，???Ａ?Ｌ?’?Ａ．??图１－３不同长度比获得不同大小液滴示意图??Ｆｉｇ．?１－３?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｌｅｎｇｔｈ?ｒａｔｉｏｓ?ｔｏ?ｏｂｔａｉｎ?ｄｒｏｐｌｅｔｓ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｉｚｅｓ??６??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]高频振动下液滴射流形态分析与实验研究[J]. 荣必贤,莫堃,彭波. 装备制造与教育. 2018(01)
[2]液滴发生器工作过程的动力学特性[J]. 徐云飞,陈鹏飞,孙策,洪流,杨岸龙,汪广旭. 推进技术. 2017(06)
[3]防化侦检微流控系统中液体性质对液滴生成的影响[J]. 蒋一峰,程馨莹,左开伟,戎宜生,杨振华. 军械工程学院学报. 2016(05)
[4]剪切流场下液滴碰撞的流变特性[J]. 王程遥,张程宾,陈永平,张林. 东南大学学报(自然科学版). 2015(02)
[5]气相中双液滴正碰过程数值模拟研究[J]. 刘泽军,张超,武丽丽,吴建军. 计算力学学报. 2015(01)
[6]单分散液滴流生成的实验研究[J]. 于磊,仇性启,李大树. 现代化工. 2014(12)
[7]微重力条件下水滴撞击高温壁面数值模拟研究[J]. 韩雪,秦俊,冯明辉,费芹. 载人航天. 2014(06)
[8]DOD式压电喷墨打印系统液滴形成过程的数值模拟[J]. 蔡昊,董春法,张祥林. 包装工程. 2014(15)
[9]喷雾液滴撞壁研究综述[J]. 李大树,仇性启,于磊,许京,段小龙,郑志伟. 工业加热. 2014(02)
[10]液—液分散雾化形成液滴的模式[J]. 梁坤峰,王林,阮春蕾,徐斌. 过程工程学报. 2013(05)
博士论文
[1]同轴旋转可压缩气体中液体射流及单液滴内空化气泡稳定性研究[D]. 吕明.北京交通大学 2016
[2]液滴碰撞及其融合过程的数值模拟研究[D]. 刘栋.清华大学 2013
[3]液滴撞击固体壁面的实验及理论研究[D]. 李西营.大连理工大学 2010
[4]流动聚焦的实验和理论研究[D]. 司廷.中国科学技术大学 2009
硕士论文
[1]射流振动断裂生成均粒液滴的机理及工艺[D]. 何敏.浙江大学 2016
[2]液滴和喷雾碰壁的实验研究[D]. 任德杰.大连理工大学 2016
[3]纵向扰动控制下液体射流破碎机理的研究[D]. 李珍妮.天津大学 2016
[4]液滴喷射过程仿真分析及喷射成型装置开发[D]. 陈龙.西安科技大学 2015
[5]低速流体撞击射流破碎的实验研究[D]. 李建军.天津大学 2015
[6]液滴撞击高温钢板表面实验研究[D]. 刘浩鹏.内蒙古科技大学 2014
[7]柱状射流破碎机理及雾化特性研究[D]. 常艳超.华北电力大学 2013
[8]液—液振动喷射均匀液滴影响因素的研究[D]. 李文延.山东理工大学 2011
[9]液—液振动分散均匀液滴机理研究[D]. 武新春.山东理工大学 2011
[10]液滴撞击加热固体平壁变形过程的数值模拟[D]. 李燕.大连理工大学 2009
本文编号：3357916
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１射流断裂成液滴示意图??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｊｅｔ?ｂｒｅａｋｉｎｇ?ｉｎｔｏ?ｄｒｏｐｌｅｔｓ??
液体分散为微液滴的能力。Ｌｉｎｋ等［２８］充分利用这种潜力，需要同时生成多种尺寸??的液滴。通过使用压力，驱动流动在简单的微流体结构中被动地将较大液滴分成??精确控制的子滴，如图１－３所示，液滴从最左边的通道进入到右边俩个通道，根??据右边俩个侧臂的长短，使得形成液滴的尺寸得以控制，可以形成不同尺寸液滴。??ｆＨ：?１?１，???Ａ?Ｌ?’?Ａ．??图１－３不同长度比获得不同大小液滴示意图??Ｆｉｇ．?１－３?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｌｅｎｇｔｈ?ｒａｔｉｏｓ?ｔｏ?ｏｂｔａｉｎ?ｄｒｏｐｌｅｔｓ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｉｚｅｓ??６??
??是低流量微管末端形成的液滴如图１－４所示。??２??獨技??？：Ｉ?二＾??图１－４液滴形成示意图??Ｆｉｇ．?１－４?Ｄｒｏｐｌｅｔ?ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ??马瑞艳等［３７］通过数值模拟的方法研宄了射流速度对液滴的形状和长度产生??的影响。以８５％的丙三醇溶液为研究对象，通过设置不同的入口流速发现，液滴??在不同的流速下液滴的形状和体积变化均不相同；随着流速的增加液滴的长度逐??渐增加而且液滴的形状也逐渐变成球形。流速增加液滴形成的时间逐渐缩小，液??滴的体积逐渐变大。??李莉［１５］采取有限体积法，依靠计算流体动力学软件对石蜡液滴喷射过程中的??流场和温度场以及它们的变化规律进行了成功地模拟。利用仿真模拟分析，研宄??了喷射压力、振动频率、扰动振幅、振动盘尺寸以及相应的几何位置、坩埚构造??等参数对射流及液滴流形态的作用，分析出液滴流的均匀性主要依靠于扰动频率，??扰动振幅对这也有产生一定的影响；并探究了在调节振动幅值情况下，频率比、??调制度以及载波频率等参数对液滴流形态产生的作用，而且把数值模拟获得的结??果跟正常射流情况下的液滴流的形态进行对比分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]高频振动下液滴射流形态分析与实验研究[J]. 荣必贤,莫堃,彭波. 装备制造与教育. 2018(01)
[2]液滴发生器工作过程的动力学特性[J]. 徐云飞,陈鹏飞,孙策,洪流,杨岸龙,汪广旭. 推进技术. 2017(06)
[3]防化侦检微流控系统中液体性质对液滴生成的影响[J]. 蒋一峰,程馨莹,左开伟,戎宜生,杨振华. 军械工程学院学报. 2016(05)
[4]剪切流场下液滴碰撞的流变特性[J]. 王程遥,张程宾,陈永平,张林. 东南大学学报(自然科学版). 2015(02)
[5]气相中双液滴正碰过程数值模拟研究[J]. 刘泽军,张超,武丽丽,吴建军. 计算力学学报. 2015(01)
[6]单分散液滴流生成的实验研究[J]. 于磊,仇性启,李大树. 现代化工. 2014(12)
[7]微重力条件下水滴撞击高温壁面数值模拟研究[J]. 韩雪,秦俊,冯明辉,费芹. 载人航天. 2014(06)
[8]DOD式压电喷墨打印系统液滴形成过程的数值模拟[J]. 蔡昊,董春法,张祥林. 包装工程. 2014(15)
[9]喷雾液滴撞壁研究综述[J]. 李大树,仇性启,于磊,许京,段小龙,郑志伟. 工业加热. 2014(02)
[10]液—液分散雾化形成液滴的模式[J]. 梁坤峰,王林,阮春蕾,徐斌. 过程工程学报. 2013(05)
博士论文
[1]同轴旋转可压缩气体中液体射流及单液滴内空化气泡稳定性研究[D]. 吕明.北京交通大学 2016
[2]液滴碰撞及其融合过程的数值模拟研究[D]. 刘栋.清华大学 2013
[3]液滴撞击固体壁面的实验及理论研究[D]. 李西营.大连理工大学 2010
[4]流动聚焦的实验和理论研究[D]. 司廷.中国科学技术大学 2009
硕士论文
[1]射流振动断裂生成均粒液滴的机理及工艺[D]. 何敏.浙江大学 2016
[2]液滴和喷雾碰壁的实验研究[D]. 任德杰.大连理工大学 2016
[3]纵向扰动控制下液体射流破碎机理的研究[D]. 李珍妮.天津大学 2016
[4]液滴喷射过程仿真分析及喷射成型装置开发[D]. 陈龙.西安科技大学 2015
[5]低速流体撞击射流破碎的实验研究[D]. 李建军.天津大学 2015
[6]液滴撞击高温钢板表面实验研究[D]. 刘浩鹏.内蒙古科技大学 2014
[7]柱状射流破碎机理及雾化特性研究[D]. 常艳超.华北电力大学 2013
[8]液—液振动喷射均匀液滴影响因素的研究[D]. 李文延.山东理工大学 2011
[9]液—液振动分散均匀液滴机理研究[D]. 武新春.山东理工大学 2011
[10]液滴撞击加热固体平壁变形过程的数值模拟[D]. 李燕.大连理工大学 2009
本文编号：3357916
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