尾流对烟火药水下燃烧气泡的影响

发布时间：2021-06-17 00:36

　　采用高速摄影方法研究了尾流对烟火药水下气泡的影响。结果表明:烟火药水下燃烧气泡形成的尾流结构分为与气泡距离较近的主尾流及远离气泡的次尾流两部分;相比于空气泡,固体残渣使烟火药水下燃烧产生的尾流更容易发生脱落;气泡上升过程中表面更平而两侧变宽,最终成为椭圆形,气泡头部上升速度由于拖曳力的变化而变化。 

【文章来源】：火工品. 2020,(03)北大核心CSCD

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【部分图文】：

烟火药装药样品

试验装置如图2所示，将烟火药装药样品置于自制的立方体有机玻璃水箱（附标尺）中，距水面距离0.7m，采用电点火头进行点火。用美国Redlake公司的HG-100K型高速摄影仪对气泡形成运动过程进行拍摄，曝光时间650μs，采样频率为1 000Hz，利用Motion Central控制和图像采集工作站进行数据收集。2 结果与讨论

如图3所示，在两气泡之间的合并过程中，尾流起了至关重要的作用，正是在气泡尾流的作用下，下气泡才可以加速并拉近与上气泡之间的距离，两气泡之间形成通道完成合并。将烟火药水下燃烧气泡形成的尾流结构分为两部分：（1）与气泡距离较近的主尾流；（2）远离气泡的次尾流。主尾流是封闭区域且随气泡运动，在主尾流内部，存在较宽的循环流型，但尾流壁不总是清晰可见。另一方面，次尾流是开放结构且很少是确定的区域。在次尾流中会有自由剪切层和从主尾流脱落的漩涡。在低雷诺数下，它可以是主尾流下沿着气泡上升路径扩展的流尾，或在高雷诺数下远离气泡扩展的涡街。另外，次尾流可能由于气泡经过而发生漂移效应[10]。在烟火药水下燃烧中会有固体颗粒产生，从而形成气固液三相，此时雷诺数较高，会由于整体流动而与固体颗粒相互作用从而出现扰动流场。因此，气固液三相流的气泡尾流会不同于气液两相系统的尾流，固体颗粒的存在会对次尾流中的液体流动产生较大的影响。


本文编号：3234100