电雾化装置及雾化模型研究

本文介绍了新研制的电雾化实验装置及其测试系统。一系列实验表明该系统运行可靠。在该装置上进行的实验表明,电雾化现象与溶液电导率、介电常数、表面张力、粘性以及电压、流量有关。电雾化现象中存在“滴”模型、“脉动”模型、“锥－射流”模型、“不稳定”模型等几种不同的流动状态。而在“锥－射流”模型时,溶液具有单分散的尺度分布。本文还介绍了酒精溶液在民雾化过程中出现“锥－射流”现象的区域。     

高速气流中横向液体射流雾化研究进展

在涡轮燃烧室和以液态碳氢燃料为工质的超燃冲压发动机中,高速气流中横向液体射流雾化是一个重要而复杂的过程.雾化过程进行的好坏直接关系到燃料的掺混和燃烧,进而影响发动机的性能. 针对高速气流中横向射流雾化的特点,对现阶段的实验和数值模拟研究进展进行了综述.实验方面结合国内外现状,阐明了一次、二次雾化的机理和雾化过程中的波现象,对穿透深度的确定方法及其影响因素进行了概括总结,分析了气液混合区的结构性质, 并列举和分析了常用的测量手段.数值模型研究介绍了现阶段的一次雾化和二次雾化常用的计算模型.最后提出了存在的问题和未来的研究方向.      

通过针阀喷管喷射的射流雾化的实验研究

本文得到了一些实验结果。从这些实验结果,得到喷射的射流雾化的物理原因可能是在喷管压力室内的压力能的聚集,它雾的猝发。至少这是一个主要的原因。此外,笔者提出了若干新的概念和考虑了针阀和压力室开头对射流雾化的影响。并证明了雾的分布符合Ｒａｙｌｅｉｇｈ分布。     

非牛顿流体雾化力学机理研究

本文用稳定性分析和数值计算方法研究了粘弹性液体射流雾化的力学机理。结果表明,雾化液体的 Ohnesorge 数和 Deborah 数的增大均使波频 ω_i 降低,但前者使空间增长率 k_1上升,而后者的作用相反。本文发现,对于雾化液体应使其表面扰动波的波数大于某一确定波数,并尽量降低液体的 Deborah 数。     

多毛细管稳定喷洒电雾化特征研究(一)——实验设备设计及粒径测量方法

主要对多毛细管电雾化装置开展了数值模拟和实验研究.根据线性排列单排管道电雾化现象及相应静电场的数值分析结果,初步分析了多管道条件下电场强度分布对稳定雾化的影响.进一步根据以上结果,对单排管道进行优化设计,并推广到双排电雾化毛细管.通过采用这些设计,获得了稳定的多管道电雾化射流,且雾化模式稳定可靠,可重复性较高.在此基础...     

在轴向气流作用下液体轴对称抛撒二次破碎的实验研究

液体轴对称抛撒的实验研究是以云雾爆轰武器的研制为背景的。为了研究轴向气流作用下液体轴对称抛撒二次破碎所形成的雾化场特性,本文利用两台激波管并对之加以改造,成功地在实验室实现了轴向气流作用下液体的轴对称抛撒。为了研究其雾化场的远场特性,本文利用激光粒子测量仪获得了在不同实验工况和不同位置下的雾化场SMD分布曲线。实验数据表明,由于轴向气流速度的增加,液体破碎的Weber数得到了提高,导致二次破碎初期雾化场的SMD随之减小;随着抛撒驱动压力的提高,二次破碎初期雾化场的SMD也随之减小;在同一工况下,雾化场SMD随着测量位置与喷口距离的增加而变大。     

研究需要:工业喷雾过程,喷雾干燥和传热

我们曾对从事喷雾、干燥和喷雾传热设备的研究者和制造者进行了一次调查。那些应邀回答的人对需要特别注意的过程和设备作了说明。这里阐述了其中的几个问题(如,雾化如何发生的统一理论;评估喷雾(这是为了往水里溶进空气以加强传质过程而采用的)性能的方法;计算高压喷雾传热的综合模型;等等)。结论是,当实际需要已经提出,而且用喷雾法代替传统方法的革新办法已形成时,许多研究课题可以从工业中找出来。     

脱硫废水旋转雾化蒸发塔的流场特性模拟研究

为分析脱硫废水旋转雾化蒸发塔内部的流场特性,基于CFD仿真软件建立了数值模型,并通过热态实验验证了数值模型的可靠性。在此基础上,以某600 MW燃煤机组旋转雾化蒸发塔为研究对象,模拟研究了塔径、塔高、导向锥等结构对塔内流场的影响。结果表明,随着轴向距离的增大,雾滴的蒸发速率会逐渐降低,径向上的分布范围会逐渐变广,最大粒径和中值粒径会逐步减小;塔体直筒中下部碰壁概率大于上部,且靠近灰斗的区域增幅明显,是相对易结垢区域;设计范围内,塔径和塔高对雾滴的蒸发过程影响较小,适当降低塔径和塔高可以降低产物碰壁概率;无导向锥时,导流装置易出现结垢,导向锥体的存在对烟气起到聚拢作用,但过高的导向锥会增加较大的阻力。     

燃油喷雾场结构和雾化机理

本文以柴油机中高压瞬态燃油喷雾为重点,综述了发动机喷雾场结构及雾化机理的研究现状和发展趋势.首先介绍了液体射流分裂破碎的四种不同形式,喷雾场的分区及各区中主要的力学和物理效应.然后着重介绍了国外在雾化机理研究中早期提出的有代表性的学说及近十年来新的研究成果.最后对喷雾场及雾化过程数值模拟方面的最新进展作了概述.     

电雾化、电纺丝和带电射流稳定性研究

简述了电雾化和电纺丝的基本原理及其应用,总结了电雾化和电纺丝现象中几个基本的力学 机理,并重点对电雾化和电纺丝现象中的带电射流稳定性问题及其研究进展作了介绍.     

滴状模式下液桥形成及断裂的电流体动力学特性研究

对电场作用下微通道荷电液滴脱落过程中液桥形成及断裂的显微演变特征进行了可视化实验研究.借助时空分辨率较高的高速摄像技术精确捕捉了电场作用下液桥形成及断裂的界面演化过程,研究了液桥的界面结构变化及其断裂的动力学显微演变行为,获得了时间特征数、电邦德数及半月面形成角对液桥长度及断裂顺序的作用规律.实验结果显示,液桥断裂长度取决于黏度与表面张力之比,而受荷电弛豫时间的影响甚微,低电压工况下各实验介质液桥相对长度的变化并不明显,而在较高电压工况下相对液桥长度的增长速度加快.随着电邦德数的不断增加,液桥长度的变化在较高邦德数下更为明显且存在突变区,此时伴随着雾化模式的转变,表明液桥的突变恰恰是雾化模式过渡的信号.不同物性介质的射流过渡行为由于液桥上下游形成角的变化而存在较大差异.对于无水乙醇介质,电邦德数的增加使滴状模式首先过渡到纺锤模式,而对于生物柴油,滴状模式后会首先出现脉动模式而非纺锤模式.      

Oldroyd-B黏弹性液滴碰撞过程的数值模拟

复杂的流变特性使凝胶推进剂的雾化过程存在一定困难,这制约了它的发展.聚合物胶凝剂的加入使凝胶推进剂具有黏弹性,从而在雾化时会产生黏弹性液滴,因此为了进一步认识凝胶推进剂的雾化机理、提高凝胶推进剂的雾化性能,对黏弹性液滴的碰撞行为进行数值模拟研究.针对凝胶推进剂雾化过程中出现的液滴撞击现象,考虑流体具有的黏弹性效应,采用...     

液体环二次破碎所形成云雾颗粒尺寸测量和测试系统的标定

介绍了激光散射法测量颗粒尺寸系统的工作原理和标定结果,并对液体环轴对称抛撒进行了光学测量。实验结果表明,液体环二次破碎产生云雾区的液滴Ｓａｕｔｅｒ平均直径在固定点随时间的增加呈减小的趋势,而云雾区的宽度和云雾区前缘的液滴颗粒的Ｓａｕｔｅｒ平均直径则随测量的距离增加均有所增加。     

Atomized non-equilibrium two-phase flow in mesochannels: Momentum analysis

Two-phase pressure drop measurements are very difficult to make while the fluid is in non-equilibrium condition, i.e. while phase change is taking place. This is further complicated when an atomized liquid is introduced in the system at much higher velocity than other components such as liquid layer, vapor core, and entrained droplets. The purpose of this paper is to develop a model to predict the two-phase pressure characteristics in a mesochannel under various heat flux and liquid atomization conditions. This model includes the momentum effects of liquid droplets from entrainment and atomization. To verify the model, an in-house experimental setup consisting of a series of converging mesochannels, an atomization facility and a heat source was developed. The two-phase pressure of boiling PF5050 was measured along the wall of a mesochannel. The one-dimensional model shows good agreement with the experimental data. The effects of channel wall angle, droplet velocity and spray mass fraction on two-phase pressure characteristics are predicted. Numerical results show that an optimal spray cooling unit can be designed by optimizing channel wall angle and droplet velocity.     

一种整装式液体发射药燃烧控制技术

介绍了整装式条件下液体发射药（ＢＬＰ）的一种燃烧控制技术。采用多孔介质及其附着剂，改善并控制填充于其中的液体发射药燃烧性能。在不采用喷射雾化装置条件下，实现液体发射药稳定燃烧，控制燃烧速度，强化化学反应过程。     

静电雾化锥射流模式下液锥形态的研究

本文分析了静电雾化锥射流模式下液锥表面静电应力、表面张力应力分布特性,基于应力平衡建立了液锥力学模型,并对流量、荷电电压及针形喷嘴的内半径等参数对液锥结构形态的影响进行了预测。首先设计了针形喷嘴静电雾化实验装置,应用高速摄影技术观测了静电雾化的典型雾化模式和液锥形态演化特性。实验结果表明:锥射流雾化模式仅在一定的荷电电压范围内才会出现;针形喷嘴的流量增加,液锥锥角减小,液锥长度增长;随着荷电电压或针形喷嘴内半径的增加,液锥锥角增大,液锥长度缩短。实验结果与液锥力学模型的预测结果一致。     

Multiscale simulations and experiments on water jet atomization

Numerical simulation of primary atomization at high Reynolds number is still a challenging problem. In this work a multiscale approach for the numerical simulation of liquid jet primary atomization is applied, using an Eulerian-Lagrangian coupling. In this approach, an Eulerian volume of fluid (VOF) method, where the Reynolds stresses are closed by a Reynolds stress model is applied to model the global spreading of the liquid jet. The formation of the micro-scale droplets, which are usually smaller than the grid spacing in the computational domain, is modelled by an energy-based sub-grid model. Where the disruptive forces (turbulence and surface pressure) of turbulent eddies near the surface of the jet overcome the capillary forces, droplets are released with the local properties of the corresponding eddies. The dynamics of the generated droplets are modelled using Lagrangian particle tracking (LPT). A numerical coupling between the Eulerian and Lagrangian frames is then established via source terms in conservation equations. As a follow-up study to our investigation in Saeedipour et al. (2016a), the present paper aims at modelling drop formation from liquid jets at high Reynolds numbers in the atomization regime and validating the simulation results against in-house experiments. For this purpose, phase-Doppler anemometry (PDA) was used to measure the droplet size and velocity distributions in sprays produced by water jet breakup at different Reynolds numbers in the atomization regime. The spray properties, such as droplet size spectra, local and global Sauter-mean drop sizes and velocity distributions obtained from the simulations are compared with experiment at various locations with very good agreement.     

高速液体受限射流扩展形态研究

采用一种火药燃烧驱动液体喷射的新装置及其测试系统，研究受限空间中高速惰性液体射流的扩展结构。观察了环境反压、液体粘性、喷嘴结构等参量对射流扩展形态的影响，分析了射流雾化机理。研究结果对改进燃烧室设计及控制燃烧稳定性有一定的指导意义。