文丘里管內(nèi)空泡及空泡群的演變及其潰滅特性.pdf

1、水力空化具有發(fā)生裝置簡單、能量利用率高、無二次污染、易于實現(xiàn)規(guī)?；葍?yōu)點，在生產(chǎn)生活的許多領域具有廣闊的應用前景。利用水力空化產(chǎn)生的高溫、高壓、自由基等特殊條件，對物理、化學過程進行強化已經(jīng)開始被人們研究應用，但主要從實驗方面進行展開，目前還缺乏理論研究作指導。為了使水力空化對過程的強化達到最佳效果，需要進行更深入的研究。 為了探索空化強化機理，尋求影響空化強化效果的基本規(guī)律，認識各因素對空化演變過程及空化強化效果的影響，建立空

2、化強化效果與影響因素之間的關系，指導水力空化器的優(yōu)化設計，本文開展了以下工作： 含汽-氣型單空泡動力學特性研究。以考慮液體粘性、可壓縮性的Gilmore空泡動力學方程為基礎，結(jié)合計算泡內(nèi)氣體壓力的不同熱力學模型，建立三種數(shù)學模型，計算空泡演變、潰滅壓力及潰滅溫度，并與實驗數(shù)據(jù)比較，確定出范德華方程結(jié)合多變假設的熱力學模型吻合性好，計算精度較高。應用該模型計算了不同參數(shù)下的空泡演變過程、潰滅壓力及潰滅溫度。得到發(fā)生空化時空泡的初始

3、半徑分布范圍：討論了各參數(shù)對空泡演變過程、潰滅壓力及潰滅溫度的影響：建立了各參數(shù)與潰滅壓力及潰滅溫度的分項關系式和總體關系式。 含汽-氣型空泡群動力學特性研究。采用空泡群分層潰滅模型，依據(jù)如何考慮空泡間相互作用問題，分別建立了三種計算空泡群潰滅壓力的數(shù)學模型。通過計算結(jié)果比較可知，空泡群內(nèi)空泡間的相互作用加速了空泡群的潰滅速度，使空泡群的潰滅壓力增大；群內(nèi)已潰滅各層空泡的影響比層內(nèi)正在潰滅空泡的影響更顯著。應用考慮已潰滅各層空泡

4、的影響和同層內(nèi)正在潰滅空泡的影響的分層潰滅模型，計算了不同參數(shù)下的空泡群潰滅壓力；討論了空泡群潰滅壓力與各影響參數(shù)的關系；建立了空泡群潰滅壓力與各參數(shù)分項擬合關系式和總體擬合關系式。 空化區(qū)域外形輪廓線的數(shù)值模擬?；谏L階段群內(nèi)空泡之間無相互作用的假設，建立了空泡群生長模型，由此計算空泡群生長輪廓線；考慮空泡潰滅后回彈的影響，對空泡群潰滅模型進行修正用于計算空泡群潰滅輪廓線，最終得到空化區(qū)的外形輪廓線。模擬結(jié)果與實驗結(jié)果比較吻