环状液膜碎裂过程实验研究

张鑫 李艳霞

【摘要】本文根据几何相似理论，设计制造了环状液膜喷嘴，建立了恒压水射流试验台，制定了试验方案，采用的是佳能高清晰度EOS30D数码单反照相机，拍摄了0.4MPa下的环状液膜射流的照片。采用Photoshop软件处理图片，绘制表格，每种工况点选取50张照片，计算碎裂点的平均值，绘出曲线图。在喷射的瑞利（Rayleigh）模式下，水膜的碎裂主要受喷射速度的影响，即与雷诺数和韦伯数密切相关，而与喷射压力沒有直接关系。把得到的结论与先前一些学者的研究进行对比，力求最大限度的提高发动机的动力性、经济性和降低排放。

【关键词】环状液膜;喷嘴;碎裂点;瑞利模式

1.引言

喷雾可以由各种各样的途径产生，有几个基本的因素适用于所有的雾化过程：

（1）喷嘴内部的液体动力学;

（2）圆射流或液膜射流喷射表面波的发展和气体的扰动作用;

（3）喷嘴的几何形状、喷射压力与环境气体背压的差值、气体介质的性质和液体本身的物理特性。这些因素并非独立存在，而是相互影响、相辅相成，最终决定了雾化的效果。本文一方面是要探讨环状液膜的碎裂过程;另一方面是分析影响环状液膜碎裂的主要因素。

2.环状液膜射流碎裂的三种流动模式

环状液膜射流的液束为一个空芯锥形环状液膜，预膜喷气喷嘴和柴油机轴针式喷嘴等的喷雾是环状液膜射流的实例。环状液膜射流受环境气体的扰动作用，在喷嘴出口处就产生了波动，其碎裂长度比平面液膜射流的短。……