二甲醚閃急沸騰液滴破碎過(guò)程數(shù)值研究.pdf

1、在閃急沸騰噴霧中，氣泡的形成、生長(zhǎng)及其破碎對(duì)燃油液滴的霧化過(guò)程有重要影響。為深入研究閃急沸騰噴霧的機(jī)理，本文對(duì)過(guò)熱燃油閃急沸騰噴霧中的氣泡生長(zhǎng)和液滴破碎過(guò)程進(jìn)行了深入的理論研究和數(shù)值模擬。
　　 本文在一維氣泡生長(zhǎng)模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)氣泡表面熱邊界層處溫度分布的定性分析，構(gòu)建了一個(gè)簡(jiǎn)化的氣泡生長(zhǎng)模型。并分別利用過(guò)熱水中氣泡生長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和二甲醚(DME)一維氣泡生長(zhǎng)模型的計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)簡(jiǎn)化模型的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明，簡(jiǎn)化氣泡生長(zhǎng)

2、模型不僅保持了一維氣泡生長(zhǎng)模型的精度，還使計(jì)算成本大大降低。利用該模型對(duì)過(guò)熱條件下二甲醚氣泡的生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，重點(diǎn)研究了物性參數(shù)和系統(tǒng)的初始狀態(tài)對(duì)二甲醚氣泡生長(zhǎng)過(guò)程的影響，研究表明，根據(jù)氣泡生長(zhǎng)的加速度曲線，可將二甲醚氣泡的生長(zhǎng)過(guò)程分為表面張力控制階段、過(guò)渡階段和傳熱控制階段。在表面張力控制階段，氣泡的生長(zhǎng)主要受表面張力的影響，在傳熱控制階段，氣泡的生長(zhǎng)主要受熱擴(kuò)散系數(shù)的影響，而在過(guò)渡階段，氣泡生長(zhǎng)則同時(shí)受表面張力和熱擴(kuò)散系數(shù)的

3、影響。
　　 為研究閃急沸騰條件下，氣泡的形成和生長(zhǎng)對(duì)液滴破碎過(guò)程的影響，本文建立了氣泡/液滴系統(tǒng)。根據(jù)氣泡/液滴系統(tǒng)中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，將氣泡/液滴系統(tǒng)的破碎歸功于氣動(dòng)不穩(wěn)定性和氣泡的不穩(wěn)定生長(zhǎng)，在不考慮這兩種破碎模式的耦合效應(yīng)的前提下分別建立了這兩種破碎方式的數(shù)學(xué)模型。為研究氣泡/液滴系統(tǒng)的氣動(dòng)破碎過(guò)程，對(duì)原始的TAB模型進(jìn)行了修正，結(jié)果表明，在氣動(dòng)力導(dǎo)致的破碎中，氣泡的存在使得系統(tǒng)的不穩(wěn)定性增強(qiáng)，氣泡的體積分?jǐn)?shù)越大，系統(tǒng)的形變?cè)?/p>