高校化学工程学报
高校化學工程學報
고교화학공정학보
JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF CHINESE UNIVERSITIES
2015年
2期
298-304
,共7页
吕明%宁智%阎凯%付娟%孙春华
呂明%寧智%閻凱%付娟%孫春華
려명%저지%염개%부연%손춘화
超空化%液体射流%射流稳定性%时间模式%空间模式
超空化%液體射流%射流穩定性%時間模式%空間模式
초공화%액체사류%사류은정성%시간모식%공간모식
supercavitation%liquid jet%jet stability%temporal mode%spatial mode
基于线性理论的液体射流稳定性研究通常有两种方法:时间模式和空间模式;为了研究液体射流时间模式与空间模式稳定性的关系,基于线性稳定性分析方法,给出了超空化条件下液体射流稳定性色散方程以及对应于时间模式和空间模式的色散方程求解过程;在此基础上,对超空化条件下的液体射流时间模式稳定性与空间模式稳定性进行了对比研究,并对时间模式稳定性与空间模式稳定性差异的影响因素进行了分析。研究结果表明,对于一个给定参数下的射流而言,在研究扰动波在射流表面的主控模式、射流的最不稳定频率以及射流的破碎尺度时,空间模式稳定性研究结果与时间模式稳定性研究结果具有一定的等价性;而在研究射流的扰动振幅时,空间模式稳定性研究结果大于时间模式稳定性研究结果;液体射流周围气体的旋转和可压缩性以及射流的超空化都会对空间模式最大扰动增长率与时间模式最大扰动增长率间的差异产生影响。
基于線性理論的液體射流穩定性研究通常有兩種方法:時間模式和空間模式;為瞭研究液體射流時間模式與空間模式穩定性的關繫,基于線性穩定性分析方法,給齣瞭超空化條件下液體射流穩定性色散方程以及對應于時間模式和空間模式的色散方程求解過程;在此基礎上,對超空化條件下的液體射流時間模式穩定性與空間模式穩定性進行瞭對比研究,併對時間模式穩定性與空間模式穩定性差異的影響因素進行瞭分析。研究結果錶明,對于一箇給定參數下的射流而言,在研究擾動波在射流錶麵的主控模式、射流的最不穩定頻率以及射流的破碎呎度時,空間模式穩定性研究結果與時間模式穩定性研究結果具有一定的等價性;而在研究射流的擾動振幅時,空間模式穩定性研究結果大于時間模式穩定性研究結果;液體射流週圍氣體的鏇轉和可壓縮性以及射流的超空化都會對空間模式最大擾動增長率與時間模式最大擾動增長率間的差異產生影響。
기우선성이론적액체사류은정성연구통상유량충방법:시간모식화공간모식;위료연구액체사류시간모식여공간모식은정성적관계,기우선성은정성분석방법,급출료초공화조건하액체사류은정성색산방정이급대응우시간모식화공간모식적색산방정구해과정;재차기출상,대초공화조건하적액체사류시간모식은정성여공간모식은정성진행료대비연구,병대시간모식은정성여공간모식은정성차이적영향인소진행료분석。연구결과표명,대우일개급정삼수하적사류이언,재연구우동파재사류표면적주공모식、사류적최불은정빈솔이급사류적파쇄척도시,공간모식은정성연구결과여시간모식은정성연구결과구유일정적등개성;이재연구사류적우동진폭시,공간모식은정성연구결과대우시간모식은정성연구결과;액체사류주위기체적선전화가압축성이급사류적초공화도회대공간모식최대우동증장솔여시간모식최대우동증장솔간적차이산생영향。
There are two types of linear stability theories which are commonly used to predict the stability of liquid jets. In order to investigate the relationship between temporal and spatial mode stability, a dispersion equation describing the liquid jet stability under supercavitation and a solving process corresponding to temporal mode and spatial mode were presented based on the linear stability analysis method. Comparative study on the temporal mode and spatial mode stability was carried out and affecting parameters were analyzed. The results show that the temporal mode and spatial mode for jet surface, dominant frequency and breakup scale are comparable, while the results of spatial mode are higher than that of temporal mode for the maximum disturbance amplitude. In addition, the swirling intensity and the compressibility of surrounding gas together with the supercavitation of liquid jet affect the maximum disturbance growth rate between temporal mode and spatial mode.