【摘要】：隨著石化能源危機的不斷突出,很多非牛頓冪律型燃料也被應用于工程實踐,例如凝膠推進劑,水煤漿,以及一些替代燃油(太陽花油)等等。在非牛頓流體特征的影響下,其破碎過程表現(xiàn)出很多不同于牛頓流體的新特點。因此,研究其破碎機理與改善其霧化質(zhì)量具有重要意義。氣流霧化現(xiàn)象廣泛存在工程實踐,例如燃氣輪機,旋流燃燒器,火箭發(fā)動機以及化工過程等。因此,本文通過理論與實驗相結(jié)合的方式研究了冪律流體氣流霧化射流的破碎過程,總結(jié)其破碎規(guī)律,為相關(guān)的燃燒非牛頓燃料的內(nèi)燃機的噴射設(shè)備、燃燒設(shè)備與燃料供給設(shè)備的設(shè)計與研究提供參考與指導�；谏淞鲾_動理論,獲得了表征冪律流體液膜射流不穩(wěn)定性的物理數(shù)學模型,研究了流動的氣相特征參數(shù)對于液膜射流界面波不穩(wěn)定性的影響規(guī)律。結(jié)果表明,氣液兩相速度差是促進冪律流體破碎的關(guān)鍵參數(shù)。隨著氣液兩相速度差的增大,由氣液兩相相對運動引起開爾文-霍姆斯特波逐漸主導冪律流體的破碎。外部氣流的有界性對冪律流體圓環(huán)液膜射流具有不穩(wěn)定性效應。冪律流體圓環(huán)液膜在可壓縮空氣中更加不穩(wěn)定,且隨著氣液兩相速度差的增大,氣流可壓縮性的失穩(wěn)作用更明顯。另外,在流變特征與流動參數(shù)的影響下,兩種擾動模式相互競爭主導冪律流體的破碎。然后,分析了氣流的有界性,兩側(cè)氣流的邊界不對稱性以及氣流空氣動力不對稱性對于冪律流體平面液膜射流不穩(wěn)定性的影響。無論是氣流邊界的不對稱,還是氣流空氣動力的不對稱,均能更加有效的促進冪律流體的破碎。隨著兩側(cè)氣流擾動作用的增強,空氣動力不對稱性對于冪律流體射流的失穩(wěn)具有更加明顯的促進作用。對于大韋伯數(shù),即高速射流情形,空氣動力不對稱性可以更加有效的加速冪律流體的破碎。運用陰影法通過高速攝像系統(tǒng)對冪律流體空氣霧化射流近場區(qū)破碎模式與破碎過程進行拍攝與分析,獲得了其射流近場破碎形貌以及破碎模式。結(jié)果表明,隨著氣液兩相的相對運動增強,依次出現(xiàn)了串狀液泡,封閉大液泡,開放液泡(圓環(huán)液膜)以及完全破碎共四種模式。氣液兩相速度差是控制液體破碎模式與破碎過程的重要參數(shù),這與前面的理論分析是一致的。同時,試驗結(jié)果還表明,噴射系統(tǒng)內(nèi)部流動,非牛頓特征以及氣液相對運動為冪律流體氣流霧化射流的破碎的三大重要影響因素�？諝鈩恿κ怯行У馗纳苾缏闪黧w破碎與霧化過程。
【圖文】：

果與 Li 等的對比：類-反對稱模式（實線），類-正對稱mparison between Li’s work and Our work: para-sinuouand para-varicose mode (dash line).律流體液膜的物理模型退化成牛頓流體液膜的模數(shù)下，，目前獲得結(jié)果與 Li[9]的結(jié)果對比如圖 2-2

實驗系統(tǒng)示意圖
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TK12

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前5條

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本文編號：2596741