射流撞擊形成液膜破碎特征的實驗研究.pdf

1、液體射流是廣泛存在于工程中和自然界的現象，射流破碎機理的研究既是傳統(tǒng)的流體力學問題，又是很有工程、理論意義的課題。其中，撞擊射流因為其成本低、霧化效果好等優(yōu)點，被廣泛應用到航空航天等領域。尤其撞擊射流方面，冪律型非牛頓流體射流破碎的實驗研究以及理論研究深度還不夠，進度也比較緩慢。
　　本文通過實驗和理論研究，對射流速度不超過20m/s條件下，射流撞擊液膜破碎規(guī)律進行研究。設計并搭建了微型泵驅動下的射流撞擊實驗系統(tǒng)，采用高速攝像技術

2、，拍攝得到了不同射流條件下撞擊射流液膜的破碎過程圖像，并用圖像處理方法，分析提取了射流撞擊破碎的破碎模式和破碎特征參數（剝離破碎長度、液膜高度、寬度、高寬比等信息）。研究了對稱及非對稱撞擊牛頓流體以及非牛頓流體撞擊射流液膜的破碎模式，分析了射流速度以及撞擊夾角、射流動量比、噴嘴參數、流體黏度對液膜破碎模式及破碎長度、液膜高寬比等破碎特征的影響規(guī)律，對比了水、甘油溶液、卡波姆凝膠，三種不同流變特性流體的破碎特征。
　　實驗結果表明，

3、同一射流液體在不同撞擊夾角下會出現不同的破碎模式。但不同的液體即使在相同的撞擊夾角下也會出現不同的破碎模式。對于水射流撞擊來說主要經歷了封閉邊界、無邊界以及完全破碎模式；對于甘油溶液來說，黏度不同，破碎模式也不同，主要經歷了封閉邊界、開邊界以及液線液滴模式；對于卡波姆凝膠溶液撞擊射流來說，主要經歷了封閉邊界、開邊界以及液線液滴模式。
　　噴嘴形狀對液膜的破碎情況也有明顯的影響。對于圓形噴嘴來說，直徑較大的噴嘴比較小的噴嘴破碎尺度大