液体内部气泡对雾化的影响研究

发布时间：2023-11-27 20:34

　　液体雾化广泛应用于化工生产、交通运输以及航空航天等领域,雾化效果的优劣对化学反应或传质的进行存在显著影响。本文使用高速相机和马尔文激光粒度仪研究了含气泡液体的雾化过程,揭示了液体内部气泡强化雾化效果的作用机制,建立了含气泡液体射流破裂及同轴气流式雾化模型。具体内容归纳如下:1.使用空气、CO2、H2和水作为实验介质,研究了含气泡低粘流体的射流破裂过程。发现在射流破裂Rayleigh模式下,含气泡射流破裂长度随着气泡直径的增大而减小,随射流速度的增大而增大。含较小密度气体的液体射流具有更短的破裂长度。通过不稳定性分析与射流扰动机理发现了内部气泡强化射流破裂的作用机制,揭示了不同气体密度条件下射流破裂的变化规律,建立了含气泡射流破裂长度的理论模型。2.研究了不同粘度甘油水溶液的含气泡射流破裂过程,发现内部气泡能够显著缩短高粘流体的射流破裂长度。含气泡高粘流体的射流破裂长度随着气泡直径的增大而减小,随着液体粘度的增大而增大。联合不稳定性理论和液体粘性对气泡诱导速度波动的抑制作用,建立了高粘流体含气泡射流破裂长度模型。3.对含表面活性剂射流的破裂过程进行了研究。发现处于射流破裂Rayleigh...

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【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第1章 前言
    1.1 研究背景
    1.2 研究内容
    1.3 论文的主要创新点
第2章 文献综述
    2.1 雾化概述
        2.1.1 雾化简介
        2.1.2 雾化分类
        2.1.3 雾化的表征与测量
    2.2 圆柱射流初次雾化
        2.2.1 影响射流初次雾化的因素
        2.2.2 射流破裂模式
    2.3 二次雾化
    2.4 气流式雾化
        2.4.1 环形液膜射流的气流式雾化
        2.4.2 圆柱射流的同轴气流式雾化
    2.5 气泡雾化
    2.6 非牛顿流体的雾化
    2.7 文献综述小结
第3章 内部气泡对低粘流体射流破裂过程的影响机理研究
    3.1 实验装置与流程
    3.2 射流内部气泡的测量
    3.3 含气泡射流破裂的形态学特征
    3.4 内部气泡对低粘流体射流破裂长度的影响
        3.4.1 低粘流体射流破裂长度
        3.4.2 气泡尺寸对射流破裂长度的影响
        3.4.3 气体密度对射流破裂长度的影响
    3.5 本章小结
第4章 内部气泡对高粘流体射流破裂过程的影响机理研究
    4.1 实验装置与介质
    4.2 高粘流体射流破裂过程
    4.3 含气泡高粘流体射流破裂形态学特征
    4.4 含气泡高粘流体的射流破裂长度
    4.5 本章小结
第5章 内部气泡对含表面活性剂射流破裂过程的影响
    5.1 实验流程与介质
    5.2 含表面活性剂射流的破裂特征
    5.3 含气泡表面活性剂射流的破裂特征
    5.4 本章小结
第6章 含气泡液滴的二次雾化
    6.1 实验装置与流程
    6.2 含气泡液滴袋状破裂特征
        6.2.1 袋状破裂时间特征
        6.2.2 袋状破裂空间特征
    6.3 含气泡液滴袋状破裂的转换韦伯数
    6.4 本章小结
第7章 含气泡液体同轴气流式雾化研究
    7.1 实验流程与方法
    7.2 含气泡低粘流体同轴气流式雾化形态学特征
    7.3 含气泡低粘流体同轴气流式雾化液滴粒径特征
        7.3.1 雾化液滴粒径的时间演变
        7.3.2 雾化液滴粒径的影响因素分析
        7.3.3 雾化液滴粒径的误差传递分析
    7.5 含气泡高粘流体同轴气流式雾化
        7.5.1 实验装置与介质
        7.5.2 高粘流体的雾化特征
    7.6 本章小结
第8章 全文总结与展望
    8.1 全文总结
    8.2 展望
参考文献
致谢
博士在读期间发表和投稿论文



本文编号：3868530