二维剪切气流中液体横向射流破碎研究

来源 :中国民航大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cedzyh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
航空发动机燃烧室中,液体燃料在气动力及射流不稳定性的共同作用下破碎形成液滴。液体燃料的雾化过程、特别是初始雾化过程非常复杂,至今无法建立准确的初始雾化模型。本文从理论和实验两方面对液体横向射流的破碎机理以及破碎过程进行研究。理论研究采用线性不稳定性分析法,分别在忽略射流粘性(工质为水)及考虑射流粘性(工质为水、酒精及甘油水混合物)时对射流的色散方程进行推导。根据表面波的增长率及波数的发展情况对射流的破碎做出预测。实验研究采用高速摄影仪,通过观测破碎动态过程,分析射流破碎的特性。工质为水,射流直径为1mm。研究结果表明:无粘液体射流表面波增长率由射流速度剪切、横向气动力及液体表面张力主导。气体韦伯数或液体韦伯数增大时,射流表面波的增长率显著增加,同时最佳波长明显减小。临界液气动量比表示Rayleigh-Taylor(R-T)与Kelvin-Helmholtz(K-H)何种不稳定性主导射流破碎过程。液气动量比大于临界值时,K-H不稳定性占主导作用;反之,R-T不稳定性占主导作用。二维剪切气流在射流方向上具有速度梯度,气体韦伯数与液体韦伯数对射流破碎的作用与均匀气流相似;而剪切气流只改变横向气动力对射流表面波的作用。保持气流流量相同时,负梯度剪切气流可以加速射流的破碎。实验观测并验证了横向射流的四种破碎模式:圆柱破碎、袋式破碎、复合模式破碎以及剪切破碎。均匀气流中,射流轨迹呈现二次幂函数关系,仅与液气动量比和阻力系数相关;剪切气流中,射流轨迹呈现四次幂函数关系,还与剪切速度梯度相关。液体射流破碎形成的液滴直径随气体韦伯数的增大而减小。剪切气流中射流破碎形成的液滴直径更小,雾化效果更好。粘性力抑制射流的表面波的发展。水、酒精等粘性较小的液体,表面波增长率受粘性的影响较小,可近似为无粘液体。甘油水混合物等粘性较大的液体,粘性与表面张力的抑制作用相当,不能忽略粘性的影响。表面张力与粘度的比值(oh数)达到10-1量级时,粘性不能忽略。二维剪切气流中,粘性对射流破碎的影响与均匀气流类似。粘性对K-H和R-T不稳定性均有抑制作用。随着气流速度的增大,粘性对对二者的抑制作用均增大。对于不同的有粘液体,粘性对K-H不稳定性影响更大。
其他文献
柑橘是我国重要经济作物,更是南方山区增绿、农民脱贫创收的支柱产业,是政府精准扶贫的重要抓手。产业大发展后,防控大病大虫流行成为首要任务。近年来,柑橘黄龙病在我国南方
电机作为一种电能与机械能的转换装置,普遍应用于工业控制、国防、航空航天、农业生产、汽车驱动等众多领域。当电机温度较低时,通过过载运行可以最大限度地利用电动机的扭矩
方向图是射电望远镜的重要性能参数。针对传统射电天文源测量方向图中信号源强度和频段有限等局限,本文开发了基于无人机平台的射电望远镜方向图测量系统,并对天籁射电望远镜
本文采用文献资料法、问卷调查法、专家访谈法、数理统计法、逻辑推理法等方法,通过对篮球后卫队员的分析,进一步明确了篮球后卫培养的重要性,并以武汉体育学院体育教育专业篮球专修后卫队员为研究对象,对体育教育专业篮球专修课程的培养目标、教学效果、教学内容、教学时数等方面进行调查分析,旨在发现武汉体育学院体教专业篮球专修课程在后卫队员教学过程中存在的优势和不足,希望能对武汉体院体教专业篮球专修课程的教学提供
钢筋锈蚀是导致混凝土结构耐久性降低的主要原因,尤其海洋及除冰盐环境下,由于氯离子的侵蚀,普遍存在钢筋锈蚀问题,进而导致混凝土的开裂。在细观上,混凝土是复杂的、非均质
南方水稻黑条矮缩病毒(SRBSDV)以白背飞虱为唯一传毒介体,通过持久循回增殖型方式传播,该病毒的大量传播对我国水稻造成严重危害。硅在植物营养方面具有重要作用,被认为是一种
滚珠式三叉杆万向联轴器具有缓冲减振性好,制作成本低,加工和安装方便,承载大,运行可靠等优点。但此种联轴器滚珠与三柱槽壳的接触处作用力大且相对运动频繁,会产生严重的摩
俄罗斯联邦是一个经历了从“军事超级大国”向“能源超级大国”的转变的重要能源出口国。其能源外交和影响是全球能源市场的议程。然而,俄罗斯能源战略的特定过程取决于内部
磁流变阻尼器作为一种新型半主动控制器件,应用场合及其广泛,包括建筑、车辆、航天航空等方面。在对阻尼器实际应用中发现,阻尼器的输出阻尼力会对实际使用效果产生较大的影
纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)具有抗拉强度高、强重比高、耐腐蚀性好等优异性能。使用FRP筋替代混凝土结构中的钢筋,可以解决钢筋混凝土结构的腐蚀问题。