射流撞擊形成液膜破碎特征的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、液體射流是廣泛存在于工程中和自然界的現(xiàn)象，射流破碎機(jī)理的研究既是傳統(tǒng)的流體力學(xué)問(wèn)題，又是很有工程、理論意義的課題。其中，撞擊射流因?yàn)槠涑杀镜?、霧化效果好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到航空航天等領(lǐng)域。尤其撞擊射流方面，冪律型非牛頓流體射流破碎的實(shí)驗(yàn)研究以及理論研究深度還不夠，進(jìn)度也比較緩慢。
　　本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論研究，對(duì)射流速度不超過(guò)20m/s條件下，射流撞擊液膜破碎規(guī)律進(jìn)行研究。設(shè)計(jì)并搭建了微型泵驅(qū)動(dòng)下的射流撞擊實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，采用高速攝像技術(shù)

2、，拍攝得到了不同射流條件下撞擊射流液膜的破碎過(guò)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(shù)（剝離破碎長(zhǎng)度、液膜高度、寬度、高寬比等信息）。研究了對(duì)稱(chēng)及非對(duì)稱(chēng)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(dòng)量比、噴嘴參數(shù)、流體黏度對(duì)液膜破碎模式及破碎長(zhǎng)度、液膜高寬比等破碎特征的影響規(guī)律，對(duì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，

3、同一射流液體在不同撞擊夾角下會(huì)出現(xiàn)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(huì)出現(xiàn)不同的破碎模式。對(duì)于水射流撞擊來(lái)說(shuō)主要經(jīng)歷了封閉邊界、無(wú)邊界以及完全破碎模式；對(duì)于甘油溶液來(lái)說(shuō)，黏度不同，破碎模式也不同，主要經(jīng)歷了封閉邊界、開(kāi)邊界以及液線液滴模式；對(duì)于卡波姆凝膠溶液撞擊射流來(lái)說(shuō)，主要經(jīng)歷了封閉邊界、開(kāi)邊界以及液線液滴模式。
　　噴嘴形狀對(duì)液膜的破碎情況也有明顯的影響。對(duì)于圓形噴嘴來(lái)說(shuō)，直徑較大的噴嘴比較小的噴嘴破碎尺度大