消防安全事業(yè)是關(guān)系到民生的重要一環(huán)。大部分的消防設(shè)施都采用水作為滅火介質(zhì),在滅火的過(guò)程中,水霧化后的各項(xiàng)性能直接影響到了滅火的效果。水高速射流的霧化過(guò)程包括一次霧化過(guò)程和二次霧化過(guò)程,二次霧化后的液滴狀態(tài)與最終的霧化質(zhì)量密切相關(guān)。提高霧化質(zhì)量,找到更好的霧化條件對(duì)滅火效率的提高有很高的建設(shè)性作用。然而高速射流的液滴破碎、霧化問(wèn)題十分復(fù)雜,其破碎特性仍需深入研究。所以研究二次霧化的破碎特性,解釋清楚二次霧化的分裂現(xiàn)象至關(guān)重要。本文使用VOF方法對(duì)液滴二次霧化進(jìn)行了數(shù)值仿真,模擬出了液滴二次霧化后的體積變化。搭設(shè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行二次霧化實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析液滴二次霧化過(guò)程中的液滴破碎規(guī)律,以便更好地研究液滴的二次霧化機(jī)理。分別采用水與水甘油混合物作為介質(zhì),在玻璃管內(nèi)使用勻速氣流進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。然后基于實(shí)驗(yàn)所拍攝到的液滴二次霧化的破碎過(guò)程,研究了液滴二次霧化的幾種破碎模式的特征。并且分析了液滴二次霧化的各種特性規(guī)律:包括液滴二次霧化后破碎的破碎角度的分析以及得到了水二次霧化時(shí)的臨界We數(shù)的液滴的破碎特性;最大變形率和We數(shù)的關(guān)系以及變形率隨無(wú)量綱時(shí)間變化的規(guī)律,在袋狀模式下,袋長(zhǎng)與We數(shù)關(guān)系的變形特性... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要變量定義一覽表
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 消防工程背景
        1.1.2 二次霧化的定義及研究意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 理論和數(shù)值研究現(xiàn)狀
        1.2.2 實(shí)驗(yàn)研究
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 二次霧化的數(shù)值模擬
    2.1 計(jì)算模型
    2.2 計(jì)算結(jié)果
    2.3 本章小結(jié)
第3章 液滴二次霧化實(shí)驗(yàn)裝置
    3.1 實(shí)驗(yàn)研究常用方法
    3.2 實(shí)驗(yàn)裝置與方法
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    3.3 實(shí)驗(yàn)相關(guān)無(wú)量綱數(shù)及測(cè)量范圍
        3.3.1 無(wú)量綱數(shù)
        3.3.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)范圍
    3.4 本章小結(jié)
第4章 液滴破碎模型與二次霧化破碎模式
    4.1 二次霧化破碎理論模型
        4.1.1 Kelvin-Helmholtz不穩(wěn)定性
        4.1.2 Rayleigh-Taylor不穩(wěn)定性
    4.2 二次霧化破碎模式
        4.2.1 振動(dòng)破碎模式
        4.2.2 袋狀破碎模式
        4.2.3 剪切破碎模式
    4.3 本章小結(jié)
第5章 液滴二次霧化特性
    5.1 破碎特性
        5.1.1 破碎角度
        5.1.2 臨界We數(shù)
    5.2 變形特性
        5.2.1 最大變形率和We數(shù)的關(guān)系
        5.2.2 變形率和時(shí)間的關(guān)系
        5.2.3 袋狀破碎的袋子長(zhǎng)度
    5.3 時(shí)間特性
        5.3.1 無(wú)量綱破碎時(shí)間
        5.3.2 破碎速度
        5.3.3 剪切破碎時(shí)的剝離速度
    5.4 本章總結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 本文主要內(nèi)容概述
    6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 問(wèn)題與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果
致謝
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]煤油凝膠液滴破碎時(shí)空特性實(shí)驗(yàn)研究[J]. 曹欽柳,封鋒,鄧寒玉.  含能材料. 2017(04)
[2]液滴二次霧化破碎模式數(shù)值模擬[J]. 張雨樹(shù),薛雷平.  力學(xué)季刊. 2015(04)
[3]液滴碰撞球形凹曲面復(fù)合level set-VOF法的數(shù)值分析[J]. 鄭志偉,李大樹(shù),仇性啟,朱曉麗,崔運(yùn)靜.  化工學(xué)報(bào). 2015(05)
[4]液體性質(zhì)對(duì)氣泡霧化液滴不穩(wěn)定性的影響[J]. 劉猛,段鈺鋒,張鐵男,李華峰.  東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(02)
[5]超高壓細(xì)水霧穿墻(切割)滅火系統(tǒng)[J]. 卞士林.  水上消防. 2011(01)
[6]燃油噴霧初始破碎及二次霧化機(jī)理的研究[J]. 魏明銳,沃傲波,文華.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2009(02)
[7]A LATTICE BOLTZMANN METHOD FOR SIMULATION OF A THREE-DIMENSIONAL DROP IMPACT ON A LIQUID FILM[J]. SHI Zi-yuan Shanghai Institute of Applied Mathematics and Mechanics, Shanghai University, Shanghai 200072, China Shanghai Key Laboratory of Mechanics in Energy and Environment Engineering, Shanghai 200072, China,YAN Yong-hua Shanghai Institute of Applied Mathematics and Mechanics, Shanghai University, Shanghai 200072, China YANG Fan Shanghai Institute of Applied Mathematics and Mechanics, Shanghai University, Shanghai 200072, China Shanghai East Pump (Group) Co., Ltd, Shanghai 201907, China QIAN Yue-hong , HU Guo-hui Shanghai Institute of Applied Mathematics and Mechanics, Shanghai University, Shanghai 200072, China Shanghai Key Laboratory of Mechanics in Energy and Environment Engineering,Shanghai 200072, China.  Journal of Hydrodynamics. 2008(03)
[8]甘油的粘度與濃度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉竹琴,劉艷峰,田蕾.  延安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(04)
[9]激波誘導(dǎo)液滴變形和破碎現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)研究[J]. 耿繼輝,葉經(jīng)方,王健,李鴻志.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2003(05)
[10]液滴在氣流中破碎的數(shù)值分析[J]. 蔡斌,李磊,王照林.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2003(04)



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