期刊文献+

黏性对液滴偏心撞击旋转壁面铺展特性的影响

Effect of liquid viscosity on droplet spreading after off⁃axis impacton rotating wall
原文传递
导出
摘要 液滴撞击旋转壁面广泛存在于工程实践中,如在航空领域发生的发动机吸雨吸冰现象,这些现象会导致发动机性能下降甚至引发安全问题,因此研究液滴撞击旋转壁面具有重要意义。搭建并开展液滴撞击旋转圆盘实验并用高速相机采集图像,在保持液滴尺寸、撞击速度、表面张力和撞击位置不变的情况下,研究了转速和黏性对液滴偏心撞击后铺展规律的影响。通过后处理液滴铺展动态图片,定量获取液滴沿径向和切向铺展数据。实验结果表明,液滴径向-切向铺展动态模式在旋转邦德数和旋转雷诺数下划分出4个区域:撞击惯性力-黏附力、撞击惯性力-黏附力/黏滞力过渡、撞击惯性力/离心力过渡-黏附力、撞击惯性力-黏滞力。径向上撞击惯性力主导模式下,最大径向铺展因子随奥内佐格数和旋转邦德数增大而减小,且在回缩阶段径向铺展因子与无量纲时间t/(Oh·T)满足−1/3幂次标度律。切向上黏附力主导模式下,液滴切向铺展速率与无量纲时间t/(Oh·T)满足2/3幂次标度律;切向上黏滞力主导模式下,切向铺展存在最大铺展因子。 Droplet impact on the rotating wall widely exists in the engineering field,such as rain ingestion and ice ac⁃cretion occurring on aircraft engines,which will lead to efficiency loss and even safety problems.Therefore,it is of great significance to study the impact of liquid droplets on the rotating wall.An experimental set-up of droplet impacting on a rotating disc is built and experiments are conducted and recorded with a high-speed camera.The effects of the rotating speed and viscosity on the droplet spreading after off-axis impact are studied while the droplet size,impact ve⁃locity,surface tension and impact position remain unchanged.The evolution of droplet diameter data along the radial and tangential directions was quantitatively obtained by post-processing the recoded images.The experimental results show that the radial-tangential spreading dynamic follows four different regimes with the rotational Bond number and ro⁃tational Reynolds number:impact inertia force-adhesion force,impact inertia force-adhesion force/viscous force transi⁃tion,impact inertia force/centrifugal force transition-adhesion force,and impact inertia force-viscous force.In the im⁃pact inertial force dominant regime for the radial spreading,the maximum radial spreading factor decreases with the Ohnesorge number and the rotational Bond number,and the radial spreading factor evolves with the dimensionless time t(/Oh·T)by a−1/3 pow-law.In the tangential adhesion force dominant regime,the tangential spreading rate of droplets exhibits a 2/3 pow-law with the dimensionless time t(/Oh·T).In the tangential viscosity force dominant mode,maximal spreading factors are reached in the tangential direction.
作者 杨文 张鑫玺 汪翔宇 刘川扬 张云波 YANG Wen;ZHANG Xinxi;WANG Xiangyu;LIU Chuanyang;ZHANG Yunbo(Sino-European Institute of Aviation Engineering,Civil Aviation University of China,Tianjin 300300,China)
出处 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第16期109-123,共15页 Acta Aeronautica et Astronautica Sinica
基金 国家自然科学基金(12102457) 中央高校基本科研业务费项目(3122019184)。
关键词 液滴撞击 旋转壁面 黏性 转速 偏心撞击 铺展因子 droplet impact rotating wall viscosity rotating speed off-axis impact spreading factor
  • 相关文献

参考文献5

二级参考文献52

  • 1颜应文,李红红,赵坚行,张靖周,刘勇,党新宪.双环预混旋流低污染燃烧室数值研究[J].航空动力学报,2009,24(9):1923-1929. 被引量:30
  • 2杜雁霞,桂业伟,肖春华,易贤.溢流条件下飞机结冰过程的传热特性研究[J].航空动力学报,2009,24(9):1966-1971. 被引量:7
  • 3崔守鑫,胡海泉,肖效光,黄海军.分子动力学模拟基本原理和主要技术[J].聊城大学学报(自然科学版),2005,18(1):30-34. 被引量:25
  • 4刘观伟,王顺森,毛靖儒,韩超.小流量离心式喷嘴雾化特性的实验研究[J].燃气轮机技术,2007,20(1):30-34. 被引量:5
  • 5陈光.CFM56系列发动机研制特点[M]//航空发动机结构设计分析.北京:北京航空航天大学出版社,2006:137-194.
  • 6陈光.将过去与未来结合起来的、用于波音777的GE90发动机的研制与设计特点[M]//航空发动机结构设计分析.北京:北京航空航天大学出版社,2006:238-252.
  • 7陈光.遄达发动机设计与研制特点[M]//航空发动机结构设计分析.北京:北京航空航天大学出版社,2006:210-232.
  • 8陈光.PW4000发动机的发展与设计特点[M]//航空发动机结构设计分析.北京:北京航空航天大学出版社,2006:202-209.
  • 9陈光.CF6-80C2发动机结构设计分析[M]//航空发动机结构设计分析.北京:北京航空航天大学出版社,2006:195-201.
  • 10世界飞机编写组.世界飞机手册1994[M].北京:航空工业出版社,1994:58-70.

共引文献68

相关作者

内容加载中请稍等...

相关机构

内容加载中请稍等...

相关主题

内容加载中请稍等...

浏览历史

内容加载中请稍等...
;
使用帮助 返回顶部