水刺入液态金属水力学数值模拟

冷却剂刺入熔融金属内部是冷却剂和熔融金属相互作用现象中一种结构形式,受射流速度、密度比等因素影响。本文基于FLUENT15.0软件,采用流体体积法(VOF)对水刺入液态金属水力学现象进行了数值模拟,计算结果与日本Park实验结果吻合,并开展了水刺入金属水力学现象参数影响研究,结果表明射流最终穿透深度与射流速度和密度比相关,且基本不受液态金属粘性系数影响,结果有助于了解冷却剂刺入熔融金属过程的最终穿透深度波动机理和参数影响规律。

气腔夹带作用下射流碎化过程实验研究

熔融物射流落入水面后的碎化行为是决定蒸汽爆炸威力的重要现象,这一过程可能受气腔夹带的影响。本文通过可视化实验研究了气腔夹带作用下苯甲酸苄酯和水银2种液体射流的水力学碎化特性。开展了不同入射速度下射流碎化行为的定性定量研究。实验发现苯甲酸苄酯射流(与水密度比为1.118)的碎化过程中伴随明显的气腔夹带现象。气腔可以阻碍水与射流的接触,抑制碎化过程,导致碎化长度模型的预测值远低于实验值。而水银(与水密度比为13.6)的碎化过程中气腔夹带不明显,碎化长度符合碎化长度模型的预测。实验表明:气腔夹带现象会影响射流碎化过程,导致碎化长度模型无法准确模拟气腔夹带作用下的碎化长度。