冪律流體液膜射流破碎的數(shù)值模擬.pdf

1、液體射流破碎及霧化指的是將液體通過(guò)噴嘴噴射到氣體介質(zhì)中，使之分散并碎裂成小顆粒液滴的過(guò)程。射流破碎與霧化廣泛應(yīng)用于人類的生產(chǎn)生活中，但是實(shí)際遇到的流體大部分是非牛頓流體，因此充分認(rèn)識(shí)非牛頓流體的霧化機(jī)理，研究非牛頓流體射流破碎有著非常重要的意義。本文以冪律流體液膜射流破碎為例，采用數(shù)值模擬的方法，研究了冪律流體液膜射流的破碎過(guò)程和影響規(guī)律。
　　 根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，非牛頓流體的數(shù)值模擬大多集中于流體的流動(dòng)，而采用數(shù)值模擬方法研

2、究射流破碎與霧化都是針對(duì)于牛頓流體。針對(duì)這一特點(diǎn)，本文對(duì)冪律流體液膜射流破碎的數(shù)值模擬研究，分為了兩個(gè)過(guò)程：首先通過(guò)噴孔內(nèi)數(shù)值模擬得到了噴孔出口速度分布；其次對(duì)噴孔外射流破碎采用FLUENT軟件基于VOF界面追蹤的方法進(jìn)行數(shù)值模擬。
　　 通過(guò)分析射流破碎過(guò)程和界面問(wèn)題，本文構(gòu)建了冪律流體的三維本構(gòu)方程，進(jìn)一步介紹了冪律流體射流破碎的控制方程組，最終結(jié)合VOF界面追蹤方法，通過(guò)UDF編寫(xiě)相應(yīng)的模塊，形成了冪律流體液膜射流破碎的數(shù)

3、學(xué)模型。通過(guò)數(shù)值模擬，得到了冪律流體液膜射流破碎過(guò)程，定義了兩個(gè)描述射流破碎特征的重要參數(shù)：核心長(zhǎng)度和破碎長(zhǎng)度。最后模擬了各種參數(shù)對(duì)冪律流體液膜射流破碎的影響。
　　 數(shù)值模擬結(jié)果表明，射流速度、環(huán)境溫度和氣液密度比均有利于冪律流體射流的破碎，隨著射流速度、環(huán)境溫度或氣液密度比的增加，射流張角增加，霧化后液滴尺度減小，射流的核心長(zhǎng)度和破碎長(zhǎng)度均減小；液膜厚度、冪律指數(shù)和稠度系數(shù)均不利于冪律流體射流的破碎，隨著液膜厚度、冪律指數(shù)或