圆环旋转液体射流稳定性的研究

本文详细研究了圆环旋转非粘液体射流在静止的非粘不可压缩气体介质中的不稳定性问题，给出了描述射流稳定性的色散方程，证明了圆环旋转液体射流失稳的主导模式是准非对称模式，最后讨论了射流稳定性的影响参数．

圆环旋转黏性液体射流破碎液滴粒径与速度数量密度分布相关性研究

压力旋流喷嘴被广泛应用于航空发动机、船用发动机、车用汽油缸内直喷发动机、燃气轮机等动力机械的燃油喷射系统中.以压力旋流喷嘴射流为研究对象,开展了圆环旋转黏性液体射流破碎液滴粒径与速度数量密度分布相关性问题研究.对于液体射流,以往的研究往往对破碎液滴粒径数量密度分布或速度数量密度分布进行单独研究,对于这两种数量密度分布之间关系的研究较少;从相关性的角度对圆环旋转黏性液体射流破碎液滴粒径与速度数量密度分布之间的关系进行研究.采用最大熵原理方法建立了圆环旋转黏性液体射流破碎液滴粒径与速度联合概率密度函数.对圆环旋转黏性液体射流破碎液滴粒径与速度联合概率密度函数进行了讨论,对圆环旋转黏性液体射流破碎液滴粒径数量密度分布与速度数量密度分布的相关性问题进行了研究.研究结果表明,为了给出正确的圆环旋转黏性液体射流破碎液滴粒径与速度联合概率密度函数,射流守恒约束条件中必须同时包括质量守恒定律、动量守恒定律以及能量守恒定律;破碎液滴粒径的数量密度分布与速度数量密度分布密切相关;射流旋转强度对破碎液滴粒径数量密度与速度数量密度分布结构影响不大,对破碎液滴粒径数量密度和速度数量密度的分布区域影响较大.

圆环旋转黏性液体射流空间不稳定性研究

利用线性稳定性理论,进行了液体黏性对不同旋转强度下圆环旋转液体射流空间不稳定性影响的研究.在推导出的三维扰动下具有固体涡核型旋转速度分布的圆环旋转黏性液体射流色散方程的基础上,针对中低速射流,进行了类反对称模式与类对称模式下圆环旋转黏性液体射流的空间不稳定性分析.研究结果表明,对于旋转强度较大的圆环旋转液体射流,液体黏性的增加,不利于射流的破碎;随着液体黏性的增加,射流的特征频率和最不稳定波数减小.然而,对于旋转强度较小的圆环旋转液体射流,液体黏性的增加,有利于射流的破碎;随着液体黏性的增加,类反对称模式下射流特征频率先减小后增大,类对称模式下射流特征频率增大;随着液体黏性的增加,类反对称模式下射流最不稳定波数先减小后增大,类对称模式下射流最不稳定波数增大.

旋流喷射液滴粒径与速度数量密度分布

建立了圆环旋转黏性液体射流破碎液滴粒径与速度联合概率密度函数;在此基础上,对压力旋流燃油喷射破碎液滴粒径和速度的数量密度分布特性以及碰撞和蒸发对破碎液滴粒径数量密度分布的影响进行了研究.结果表明:从液滴粒径数量密度分布角度看,存在一旋转强度,小于该旋转强度时,旋转不利于射流破碎雾化,只有超过该旋转强度后,旋转才会促进射流破碎雾化,轴向速度增大有利于射流破碎雾化;从液滴速度数量密度分布角度看,旋转总是有利于射流破碎与雾化,轴向速度增大对促进射流破碎雾化作用不明显;碰撞强度增加,破碎液滴粒径数量密度分布向粒径增大方向移动,粒径数量密度分布范围增大,粒径数量密度分布峰值变化不大;蒸发强度增大或蒸发持续时间增长,破碎液滴粒径数量密度分布向粒径减小方向移动,粒径数量密度分布范围增大,粒径数量密度分布峰值变化不大.