幂律流体圆柱射流破碎机理的研究

发布时间：2025-06-19 01:14

　　液体射流是自然界和工程应用中普遍存在的现象,研究者们对于牛顿流体的射流破碎过程已经有了较深入的了解,建立了较为完善的理论,但对更具复杂性和多样性幂律流体,研究涉及较少,还没有成熟的理论支持。本文针对幂律流体射流的破碎过程开展理论和实验研究,分析其破碎特性,进一步揭示非牛顿流体的破碎机理,研究内容具备一定的普适性,具有重要的理论意义和实际应用价值。本文基于线性不稳定性理论,建立了幂律流体三维圆柱射流的数学物理模型,进而推导得到了表征幂律流体三维圆柱射流不稳定性的特征方程——色散方程。在时间模式下,对色散方程进行了数值求解,获得了不同射流参数条件下的不稳定性曲线,分析研究了幂律流体三维圆柱射流的各种无量纲参数和实际参数对其表面波不稳定性的影响规律。理论研究结果表明,当幂律流体液体圆柱射流处于不同阶数下,射流的不稳定性不同,各射流参数对射流不稳定性的影响规律也不同。射流表面波不稳定性受表面张力、粘性力与气液相互作用力的综合影响。总体来说,气液相互作用力是促进射流破碎的因素,液体表面张力、粘性力和流体的幂律特性都是抑制射流破碎的因素。在不同的阶数下,各参数对射流不稳定性影响的程度不同,呈现出的影...

【文章页数】：135 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图2-2不同类型流体的流动曲线

图2-2不同类型流体的流动曲线Figure2-2Flowcurvesofdifferenttypesoffluids幂律流体的本构方程主要体现在包含幂律指数关系，常见的有：(1)幂律模型(PowerLawModel)n1K(2式中η表示....

图2-3幂律流体的流变特性曲线

图2-3幂律流体的流变特性曲线Figure2-3Rheologicalcharacteristiccurveofvariousfluids表2-3几种幂律流体物性参数（室温）Figure2-3Physicalparametersofseveralw....

图2-4幂律流体的微观结构

形成强烈地物理交换作用，形成分子链相互交联，构成“拟网状结构”，甚至产生复杂的分子链之间的缠绕。图2-4给出了卡波姆的分子结构和水溶液的SEM图[133]。卡波姆水溶液在图中显示出了明显的网状结构。(a)分子结构(b)SEM图图2-4幂律流体的微观结构Figur....

图2-5液膜破碎过程实验结果与仿真结果

在碰撞和剪切速率降低引起粘度增加的两个条件下，破随后的小液滴又会重新聚合、粘连而逐渐恢复“拟网络结构”的形态。雾化场也不是我们经常见到的细小颗粒状，而是圆颗粒之外还有很多丝状、带状、团状、甚至片状，形成“藕断丝连”的结构形式。在高射流速度条件下的幂律流体射流破碎过程中，这样的情....

本文编号：4050624