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题名旋流作用下的液膜初始破碎可视化实验研究
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作者
谢宇
王航
程泽宇
郭志辉
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机构
北京航空航天大学能源与动力工程学院航空发动机气动热力国防重点实验室
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期207-217,共11页
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基金
国家科技重大专项(2017-Ⅲ-0004-0028)
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文摘
利用背光照明和高速相机,对强剪切气动雾化喷嘴出口雾化进行了可视化实验研究,探究旋流中的液膜初始破碎特性及一二级旋流对液膜初始破碎的影响。唯象描述了液膜破碎过程和模式,并分析图像获得表征液膜初始破碎特性的物理量:液膜破碎长度和径向拍振频率。实验结果表明:旋流作用下液膜破碎主要为液袋破碎和液丝破碎模式,这与平面液膜相似,且受工况的影响规律也相同,但旋流作用使得破碎过程和模式叠加,更为复杂。液膜破碎长度主要由一级旋流决定,二级旋向的影响可忽略。径向拍振频率认为是由Kelvin-Helmholtz(KH)和Rayleigh-Taylor(RT)不稳定机理共同主导,且受一二级旋流共同影响;此外,在大气流流量时,同旋更有利液膜失稳破碎,即径向拍振频率更大,而小流量时反旋更利于破碎。进一步由实验数据得到拟合经验公式,两者吻合良好,且发现径向拍振频率可能与旋流数之间存在关联。最终认为旋流作用下液膜更易失稳破碎,且一级旋流决定了液膜初始破碎的基本形态,二级旋流起强化剪切和辅助作用。
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关键词
旋流
液膜破碎
可视化实验
液膜破碎长度
径向拍振频率
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Keywords
Swirling flow
Liquid film breakup
Visualization experiment
Liquid film breakup length
Radial flapping frequency
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分类号
V231.2
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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