本文關(guān)鍵詞：自激振蕩脈沖噴嘴空化效應(yīng)及其射流形態(tài)的數(shù)值分析　出處：《中國(guó)機(jī)械工程》2017年13期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：基于自激振蕩脈沖噴嘴空化效應(yīng)和多相流模型,建立了自激振蕩脈沖射流空化模型。依據(jù)自激振蕩腔室結(jié)構(gòu)及其幾何參數(shù)建立了腔室軸對(duì)稱物理模型,計(jì)算得到了振蕩周期100ms內(nèi)自激振蕩脈沖射流的空化泡破碎、腔室內(nèi)兩相分布、湍動(dòng)能分布和速度分布等結(jié)果。研究表明:在1.02~2.37ms時(shí),空化泡半徑減小,氣泡開始徑向運(yùn)動(dòng)形成泡面加速射流;在2.69~4.67ms時(shí),空化泡面壓力達(dá)到極限破碎值時(shí)氣泡開始破碎;在自激振蕩周期前25ms,主射流與空氣接觸邊界面形成較強(qiáng)湍動(dòng)能,自激振蕩腔室中心漩渦區(qū)逐漸變大,外流場(chǎng)連續(xù)射流被割斷成多股狀射流,射流在噴射軸線附近速度達(dá)到并穩(wěn)定在30~40m/s;在振蕩周期的40~90ms,腔室內(nèi)中心空化氣囊形成并開始阻擋主射流運(yùn)動(dòng),噴嘴出口流道出現(xiàn)大面積空化區(qū)域,湍動(dòng)能最大區(qū)域集中在下噴嘴出口下游;在振蕩后期,隨著主射流與空氣相互作用及射流貫穿距離增加,主射流速度逐漸趨于穩(wěn)定且擴(kuò)散作用減弱。
[Abstract]:Based on cavitation effect of self-excited oscillating pulse nozzle and multiphase flow model, the cavitation model of self-excited oscillating pulse jet is established, and the axisymmetric physical model of the chamber is established according to the structure and geometric parameters of the self-excited oscillation chamber. The cavitation bubble breakup and the two-phase distribution in the cavity chamber were obtained during the oscillation period of 100ms. The results of turbulent kinetic energy distribution and velocity distribution show that the cavitation bubble radius decreases and the bubble starts to move radially to form a bubble surface accelerated jet at 1.02 ~ 2.37 Ms. At 2.69 ~ 4.67 Ms, the bubble begins to break up when the pressure of cavitation surface reaches the limit value. Before the self-excited oscillation period, the turbulent kinetic energy was formed on the boundary surface between the main jet and the air, and the swirl region in the center of the self-excited oscillation chamber gradually became larger, and the continuous jet in the external flow field was cut off into a multi-strand jet. The jet velocity near the jet axis reached and stabilized at 30 ~ 40 m / s; At the oscillation period of 40 ~ 90ms, the cavitation airbag formed in the center of the chamber and began to block the main jet movement, the nozzle outlet channel appeared a large area of cavitation, and the maximum turbulent kinetic energy was concentrated downstream of the lower nozzle outlet. In the latter stage of the oscillation, the velocity of the main jet tends to stabilize and the diffusion decreases with the increase of the interaction between the main jet and the air and the increase of the penetration distance of the jet.
【作者單位】： 武漢科技大學(xué)機(jī)械自動(dòng)化學(xué)院;重慶科技學(xué)院機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51405352,51376204)
【分類號(hào)】：O358
【正文快照】： 0引言空化是液流系統(tǒng)中由于局部壓力低于臨界值而誘發(fā)液體內(nèi)部空泡的產(chǎn)生、發(fā)展和潰滅的過程,高速射流在進(jìn)入狹窄的噴嘴內(nèi)部時(shí)往往伴隨著復(fù)雜的湍流運(yùn)動(dòng)和介質(zhì)密度的變化,極易形成空化[1-2]。研究表明:當(dāng)空化泡破碎時(shí),泡面微射流瞬間可達(dá)到高速、高壓和高溫的狀態(tài)。當(dāng)噴嘴內(nèi)部

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