同轴旋转可压缩气体中液体射流形态

发布时间：2021-04-04 05:23

　　基于非线性稳定性理论,在同时考虑射流周围气体同轴旋转、射流和周围气体可压缩性以及射流液体中含空化气泡的条件下,建立了描述同轴旋转可压缩气体中含空泡液体射流稳定性的色散方程,并验证了色散方程及其求解方法的正确性.在此基础上,进行了同轴旋转可压缩气体中含空泡液体射流形态的研究.结果表明:周围气体的同轴旋转改变了射流表面的占优扰动模式,即扰动模式由轴对称扰动占优转变为非轴对称扰动占优;随着气体同轴旋转强度的增加,射流周向形态的变化越来越明显,射流表面会逐渐形成越来越多凹凸不平的波纹.射流及其周围气体的可压缩性对射流周向形态的影响不明显,但会对射流的轴向形态产生一定作用.总体上看,空泡的存在对射流形态的影响弱于气体同轴旋转的影响.通过研究进一步完善了液体射流稳定性数学模型,加深了对液体射流分裂与雾化机理的理解. 

【文章来源】：内燃机学报. 2020,38(01)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

液体射流示意

色散方程数值求解流程示意

为了对上述射流稳定性色散方程及其求解方法进行验证，采用文献[27]中的试验条件进行计算，并与文献[27]中提供的试验结果数据进行对比，比较结果如图3所示．文献[27]中给出的是水射流射入静止空气中的射流分裂试验．在图3中，横坐标We为文献[27]中的韦伯数的倒数；纵坐标量纲为1分裂长度为分裂长度与喷孔直径的比值．从图3中可以看到，利用线性稳定性理论得到的射流分裂长度计算结果虽然与试验结果的变化趋势比较吻合，但数值存在的偏差相对较大；而利用射流非线性稳定性色散方程得到的射流分裂长度计算结果与试验结果的变化趋势及数值均比较吻合，从而验证了建立的基于非线性稳定性理论的射流稳定性色散方程及其求解方法的正确性．

【参考文献】：
期刊论文
[1]旋流喷射液滴粒径与速度数量密度分布[J]. 阎凯,宁智,赵晋,吕明,孙春华.  内燃机学报. 2018(05)
[2]射流表面波理论的研究进展[J]. 曹建明.  新能源进展. 2014(03)



本文编号：3117807