空间模式下柱状射流雾化特性研究.pdf

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1、第4O卷第4期华北电力大学学报Vo1．40．NO．42013年7月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityJu1．，2013doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2013．04．10空间模式下柱状射流雾化特性研究方立军，胡月龙(华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定071003)摘要：应用线性不稳定理论对柱状射流雾化过程中液滴破碎机理进行了理论分析。利用简正模态法和贝塞尔函数的性质推导出了射流破碎色散关系，并分析了韦伯数和角向模数对柱状射流的影响。采

2、用空间模式对射流破碎进行分析．得到了破碎过程中的射流雾化平均粒径计算式。利用液柱喷嘴组合试验台进行了不同喷嘴组合下柱状射流雾化粒径验证实验，实验结果与线性不稳定模型的计算结果基本吻合。关键词：线性不稳定理论；空间模式；射流；雾化中图分类号：TK09文献标识码：A文章编号：1007—2691(2013)04—0059—05AtomizationcharacteristicofthecylindricaljetinspatialFANGli—jun，HUyue-long(SchoolofEnergyPowerandMech

3、anicalEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：Basedonthetheoreticalanalysisofatomizationprocessofliquidfragmentationmechanismwithlinearinsta-bilitytheory，adispersionequationofjetbreakingwasderived，andthewebernumberandazimuthaln

4、umberofcylin—dricaljetwereanalyzed．Inaddition，obtainedtheaverageparticlesizeformulaofjetliquidbreakingthroughtheanaly—sisofthespatialmode1．Differentnozzlecombinationsexperimentsofjetatomizedparticlesizehasbeenmadeintheliquidcolumntestrig，thetestresultsareingooda

5、greementwiththecaculationofthelinearinstabilitymoderesult．Keywords：linearinstabilitytheory；spatialmodel；jet；atomization波理论为核心的射流雾化研究，取得了令人瞩目0引言的成果-7]。Weber[和Chandrasekar[研究射流破碎雾化时发现流体粘性对稳定性有影响，粘性液体射流是自然界和工程中大量存在的现增大会使液滴直径变大，且会降低破碎速度。象，在许多领域有着广泛的应用，对其雾化机理的Chandra

6、sekar还发现真空环境下射流破碎是表面研究不仅具有重要的工程应用前景而且也具有重张力的结果，其理论与实验结果一致¨。‘“。Ster．要的理论意义。1ing和Sleichr纠发展了Weber的理论，并对第一自Rayleigh¨以来液体射流的雾化特性一直类风生分裂做了很好的预测。Keller等发现是人们关注和感兴趣的课题，许多学者进行了深Rayleigh、Weber、Chandrasekar的结论都是建立在入研究。Morozumi和Sallam等人对柱状射流时间模式假设之上。而实际上工程观察到的大多雾化特性进行了实验研究

7、，得出了关于表面波发数射流都具有空间上发展、时间上振动的特性，所展和破碎模式等方面的实验结论。美国Wisconsin以射流破碎雾化分析时采用空间模式更为适当。大学的REITZ教授领导的研究组详细进行了表面S．P．Lin和z．W．Lian¨利用线性稳定理论，在空间模式下把特征方程中的扰动频率当成纯虚数，把扰动波的波数当成复数，在一个大范围的三个收稿日期：2012—04—09．基金项目：中央高校基本科研业务费专项基金资助项目无量纲流体参数Re，We，Q下，利用Muller方法¨(916021106)．从数值上分析了射流自由

8、表面扰动增长率随参数华北电力大学学报Re，We，Q变化情况以及射流破碎情况，并证明了(I嘉+÷了·‘4)()0(12、)未扰动液柱的存在。随着实验技术的发展，特别是激光测试技术在射流破碎雾化特性上的应用，[嘉+÷·一(芋)r，=。，实验观察到的射流破碎雾化时卫星云滴的产生以dld及射流破碎后的形状和结果都不能用线性稳定理——+——