基于自行搭建的射流系統(tǒng)和定容彈系統(tǒng),采用高速攝影技術,獲得了高環(huán)境壓力下冪律流體對稱撞擊式射流的噴霧形貌,提取了射流特征參數(shù)破碎長度L與表面波長λ,研究了環(huán)境參數(shù)（環(huán)境壓力）、射流參數(shù)（韋伯數(shù)We）、結構參數(shù)（噴孔直徑）與物性參數(shù)（流體黏度）對射流破碎的影響.結果表明:冪律流體對稱撞擊式射流共有封閉邊界模式、開邊界模式、無邊界模式、弓形液線模式和完全發(fā)展模式共5種破碎模式;在大氣環(huán)境壓力下,L隨著We的增加呈"雙峰"模式變化;而在有環(huán)境壓力的情況下,L與We則呈"單峰"模式變化;與大氣環(huán)境壓力相比,高環(huán)境壓力更有利于冪律流體對稱撞擊式射流破碎;而噴孔直徑與流體黏度的增大均不利于撞擊式射流破碎.提出了預測冪律流體對稱撞擊射流破碎表面波長的破碎模型. 

【文章來源】：內燃機學報. 2019,37(01)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

測試溫度為25,℃流體流變特性

·78·內燃機學報第37卷第1期流速度進行擬合，從而得到不同噴孔的流量特性，結果如圖3所示．圖2試驗系統(tǒng)示意Fig.2Schematicofexperimentalsetup在液體射流破碎領域，理想流體的伯努利方程如式(2)所示[12]，即壓差與射流速度的平方呈正比．12lu=(2p/ρ)(2)式中：u為射流速度；p為噴射壓力與環(huán)境壓力的差值；lρ為流體密度．盡管冪律流體的黏度會隨著壓力的改變而變化，但壓力與速度之間的關系仍能用冪函數(shù)形式進行表達．其擬合公式可表示為()Cu=Ap-B(3)式中：A、B和C均為常數(shù)，其擬合結果見表2．圖3噴孔流量特性曲線Fig.3Flowcharacteristicscurvesofinjectors表2噴孔流量特性擬合參數(shù)Tab.2Flowcharacteristicsparametersofinjectors參數(shù)數(shù)值噴孔直徑d/mm0.50.70.9A28.79554.96252.944B0.0990.1320.161C0.6480.8620.711為了更好地對冪律流體撞擊式射流的破碎特征進行描述與分析，將試驗數(shù)據(jù)量綱歸一化，韋伯數(shù)We作為控制量．韋伯數(shù)公式為2ludWeρσ=(4)式中：d為噴孔直徑；σ為表面張力系數(shù)．定容彈是自行設計的，結構見圖4．一共設置有4個視窗，可以從不同角度觀察噴霧的宏觀特性．頂部安裝有進氣閥，可以連接高壓氮氣瓶進行充氣，從而獲得穩(wěn)定的環(huán)境壓力．該裝置不僅可以研究噴霧的宏觀形貌，還能與三維相位多普勒系統(tǒng)配合測量噴霧的微觀特性．試驗中使用日本Photron公司的SA1.1型高速攝像機，設定的拍攝頻率為5,400幅/s，快門設定值為1/39,000,s．所有試驗都是在環(huán)境溫度為25,℃的條件下進行．圖4定容彈結構示意Fig.4Schematicofconstantvolumebomb撞擊射流噴嘴結構，如?

得到不同噴孔的流量特性，結果如圖3所示．圖2試驗系統(tǒng)示意Fig.2Schematicofexperimentalsetup在液體射流破碎領域，理想流體的伯努利方程如式(2)所示[12]，即壓差與射流速度的平方呈正比．12lu=(2p/ρ)(2)式中：u為射流速度；p為噴射壓力與環(huán)境壓力的差值；lρ為流體密度．盡管冪律流體的黏度會隨著壓力的改變而變化，但壓力與速度之間的關系仍能用冪函數(shù)形式進行表達．其擬合公式可表示為()Cu=Ap-B(3)式中：A、B和C均為常數(shù)，其擬合結果見表2．圖3噴孔流量特性曲線Fig.3Flowcharacteristicscurvesofinjectors表2噴孔流量特性擬合參數(shù)Tab.2Flowcharacteristicsparametersofinjectors參數(shù)數(shù)值噴孔直徑d/mm0.50.70.9A28.79554.96252.944B0.0990.1320.161C0.6480.8620.711為了更好地對冪律流體撞擊式射流的破碎特征進行描述與分析，將試驗數(shù)據(jù)量綱歸一化，韋伯數(shù)We作為控制量．韋伯數(shù)公式為2ludWeρσ=(4)式中：d為噴孔直徑；σ為表面張力系數(shù)．定容彈是自行設計的，結構見圖4．一共設置有4個視窗，可以從不同角度觀察噴霧的宏觀特性．頂部安裝有進氣閥，可以連接高壓氮氣瓶進行充氣，從而獲得穩(wěn)定的環(huán)境壓力．該裝置不僅可以研究噴霧的宏觀形貌，還能與三維相位多普勒系統(tǒng)配合測量噴霧的微觀特性．試驗中使用日本Photron公司的SA1.1型高速攝像機，設定的拍攝頻率為5,400幅/s，快門設定值為1/39,000,s．所有試驗都是在環(huán)境溫度為25,℃的條件下進行．圖4定容彈結構示意Fig.4Schematicofconstantvolumebomb撞擊射流噴嘴結構，如圖5所示，噴嘴為上、下兩部分組合噴嘴，通過螺紋連接．?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]撞擊式射流速度特性及液滴粒度特性的試驗[J]. 伊吉明,白富強,常青,杜青.  內燃機學報. 2013(06)



本文編號：3328289