液体射流

摘要： 针对同轴气流式液体射流分裂液滴粒径预测模型缺乏的现状,结合射流线性稳定性理论,建立了基于临界模数的同轴气流式黏性液体射流分裂液滴粒径表达式,在此基础上,分别研究了气流旋拧(气流同时存在轴向和周向运动)及流体物性(气体可压缩性、液体黏性、气液密度比和表面张力)对液滴粒径的影响规律.研究发现:周围气流轴向引射作用和同轴旋转作用均会导致分裂液滴粒径整体呈先增大后减小的趋势;且在气流仅作同轴旋转运动时,相同临界模数下气流旋转对分裂液滴粒径的影响较小.在本文的研究参数范围内,分裂液滴粒径随气体可压缩性和气液密度比的增加而减小,随液体黏度和表面张力的增加而增加;其中,气体可压缩性在气流作同轴旋转运动时作用效果更强,液体黏度在气流作同轴引射运动时效果更为显著.研究结果对同轴气流式液体射流的分裂液滴粒径预测具有一定的理论意义和工程应用价值.

摘要： 为了深入理解横向气膜作用下液体射流的破碎雾化特性,设计了一种以空气和水为模拟介质的针栓喷注单元,并通过两相流大涡模拟和背景光成像对大气环境下其近喷孔区域内的液体射流破碎过程和动态特性进行研究.通过大涡模拟液体射流的表面波主导破碎过程得到了针栓喷注单元近喷孔区域的喷雾场建立过程,亚声速气流离开狭缝后膨胀加速为超声速气流,经过液体射流上游的脱体弓形激波后减速增压.而在液体射流上下游之间的压差作用下,射流往下游发生弯曲的同时迎风面出现Rayleigh-Taylor(R-T)不稳定表面波;随着表面波的发展,气流穿透表面波的波谷位置导致连续射流发生断裂.正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)方法可有效重构瞬时喷雾图像,POD模态表明近喷孔区域的低频和高频喷雾振荡分别由喷雾场的整体扩张/收缩过程和液块或者液雾团在迎风面的“撞击波”型运动引起,而后者的形态属于受连续液体射流断裂前的R-T不稳定表面波影响而产生的行波结构,其无量纲行波波长与韦伯数呈幂次律关系.

摘要： 使用高速相机研究了喷嘴螺纹结构对液体射流破裂长度的影响。采用5种不同直径(4.00、4.80、7.50、8.75、10.80 mm)的喷嘴进行实验,螺纹深度范围0.40~1.25 mm,液体射流雷诺数范围500~22600。实验结果表明:当雷诺数小于1600时,液体射流破裂长度随着雷诺数的增加而增加,喷嘴螺纹结构对液体射流破裂长度的影响较小;随着雷诺数的增加,液体射流破裂长度先增加后减小,喷嘴螺纹结构的影响显著,带螺纹结构喷嘴的液体射流破裂长度小于光滑喷嘴的液体射流破裂长度;当雷诺数大于7000时,液体射流破裂长度随着雷诺数的增加而增加,喷嘴螺纹结构继续促进液体射流破裂长度的减小;同时,实验结果还表明喷嘴螺纹结构对小直径(直径小于5 mm)喷嘴的影响更显著。最后,以量纲为一螺纹深度、雷诺数和韦伯数为参数建立了液体射流破裂长度预测关系式。

摘要： 液体的射流破碎及雾化是一个复杂的非线性动力学演变过程。随着相关研究成果在生活上、工程上的实际应用,研究学者结合实验测量、数值模拟仿真等手段,对其进行了大量的探索。结合国内外研究现状,介绍了射流破碎的3种方式,即自由射流、气流中的射流雾化及射流撞击雾化。总结了破碎雾化的发生机制,并概括了在各种环境下,喷嘴结构、气流条件以及撞击情况等众多因素对其破碎模式、液滴分布、液滴尺寸等方面的影响。对于现阶段的相关研究进行了总结与展望,可为射流破碎相关研究提供思路。

摘要： 羰基合成醋酸搅拌釜由于反应介质具有强腐蚀性,设备制造及维护费用高,且存在机械搅拌振动大、机械密封易泄漏等问题,严重影响了装置长周期稳定运行。采用射流搅拌羰基合成反应器技术对某厂300 kt/a醋酸装置进行改造,用液体射流搅拌替代机械搅拌,改造后装置产能达到415 kt/a。与改造前相比,液体射流搅拌时反应釜内气液两相混合更均匀,CO转化率提高,反应器运行更平稳,反应釜运行温度降低1~2°C,轴向温差保持在2~3°C,移热能力与机械搅拌釜相当,实现了长周期连续稳定运行。

摘要： 为了研究液体横向射流在气膜作用下的破碎过程,采用背景光成像技术及VOF TO DPM方法进行了实验研究和仿真研究,模拟介质为水和空气.研究结果表明,液体射流在气膜作用下主要存在两种破碎过程:柱状破碎和表面破碎.Rayleigh-Taylor(R-T)不稳定性产生的表面波是液体射流发生柱状破碎的主要原因,气流穿透表面波的波谷导致射流柱破碎,破碎后的液丝沿流向逐渐发展呈带状分布.Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性产生的表面波是液体射流发生表面破碎的主要原因,液丝和液滴从射流表面剥离.局部动量比对液体横向射流的破碎过程具有重要影响,当局部动量比较低时,液体射流的破碎由K-H不稳定性主导;随着局部动量比的增大液体射流的破碎逐渐由R-T不稳定性主导.液体射流的破碎长度及穿透深度均随局部动量比的增大而增大.

摘要： 以锅炉炉膛选择性非催化还原(SNCR)脱硝为应用背景,抽象出具有对称结构的二维两相流动模型,通过数值模拟,探讨气液两相对冲射流的流动和混合特性.模拟结果表明,由于炉内高速气流的扰动,液体射流并非在所有的雷诺数Re下都能穿透气体区域在模型中心线附近位置汇合.增大Re,液体穿透力增加,两侧对冲的液体射流逐渐可以在模型中汇合.当Re为464807时,左右两股液体射流出现汇合点;增大Re,汇合点位置上移,上部计算区域气液两相流体混合更加均匀;继续增大Re,汇合点位置变化不大,液相流体因动量过大而流出计算区域,导致两相混合效果变差.在对称结构的炉膛内进行模拟,得到了不对称的气液两相流动,排除物理和几何上的干扰,这可能是问题的非线性所导致的.

摘要： 本文总结了有关非牛顿流体射流雾化特性的研究进展.首先,阐述了预测非牛顿液体射流初次雾化失稳特性的理论方法,介绍了有关非牛顿流体射流初次雾化的实验现象和特性参数.当射流初次雾化的过程结束后,破碎产生的液滴会在高速气流中发生二次雾化.随后,总结了国内外有关非牛顿流体液滴二次雾化实验研究的相关进展.分析了液滴二次雾化的实验现象,总结了不同种类液滴二次雾化过程中所研究特性参数,如破碎模态、临界韦伯数和初始变形时间等随来流气体参数之间的关系,并介绍了基于液滴二次雾化物理过程所建立的预测喷雾场液滴平均粒径的雾化模型.最后,基于目前的研究现状,给出了非牛顿液体射流初次雾化和二次雾化实验研究的后续重点研究方向及建议.

摘要： 高速射流从喷孔离开后的雾化和蒸发过程是典型的两相流过程,其影响因素众多,物理机理复杂.传统通过研究单一因素对射流发展的影响来解明其机理的方法无法深入到物理过程的本质,难以揭示其机理.特别地是在过热条件下,射流由于内部气泡沸腾导致的复杂传热和传质更是大大增加了这一过程的复杂性.对于像高速射流这样的复杂两相流动过程,必须从多个角度对其形成过程进行研究.本课题组在过去的几年中采用了一系列的激光诊断技术对高速液体射流在过冷及过热条件的射流形态、液体空间分布、粒径分布、流场及蒸发过程进行了一系列的研究,首次系统性地建立高速射流在不同的热力学条件下雾化和蒸发过程的完整数据库,通过对大量数据的分析,系统全面地阐述了高速液体射流的破碎和雾化机理.

摘要： 传统网格方法在模拟液体射流流动中的断裂和破碎等液体大变形过程时存在困难,本文引入无网格移动粒子半隐式方法,对圆截面液体射流的复杂非定常流动过程进行数值模拟.基于进口速度边界条件建立了连续进口流动模型,对三类典型的射流流动,即壁面射流、竖直向上自由射流和自由射流碰撞等进行了建模和数值模拟,并对特征流动现象进行定性分析,验证了移动粒子半隐式法对上述射流流动数值计算的正确性,为相关研究提供了一种新的数值方法.

摘要： 介绍一种测定液体射流对炸药作用感度的试验装置。该装置选择合适的压力传感器，采用确定质量的发射药，当液体射流速度不大于1273 米/秒时，它对炸药的作用是安全的。

摘要： 采用高速摄像仪对横向气流场中液体射流的袋式破碎进行实验研究.实验采用了三个喷嘴,直径分别为0.5mm、0.8mm、1mm.实验工质采用水.气体韦伯数Wea的范围是6～30,液气动量比q的范围是22～211.实验中观察了每种工况下液袋的形成和破碎以及核心射流的高频动态破碎过程.实验发现,无量纲化液袋触发点位置在垂直于横向气流方向上的脉动量与无量纲数g存在线性关系,无量纲化液袋破碎点位置和核心射流破碎点位置在垂直于横向气流方向上的脉动量与无量纲数lnq存在线性关系;而液袋触发点位置、液袋破碎点位置和核心射流破碎点位置在沿气流方向上的脉动量均展现出随机性;并且三者均无脉动频率.以上结论可以帮助构建袋式破碎模式的完整初始雾化模型,从而帮助预测雾化性能.

摘要： 本文针对超声速气流中液体横向射流喷雾场中心对称面的液雾分布特性进行试验测量研究.试验段内超声速空气来流马赫数为2.1,水通过直径0.5mm圆孔垂直于来流方向喷入气流中.试验基于粒子图像测速(PIV)系统捕捉液体射流在超声速气流中的流动结构,获得清晰的瞬态流动结构图像;基于流动结构图像,利用互相关算法计算获得喷雾速度场,同时提取射流穿透深度曲线,与采用阴影方法和相多普勒测量仪(PDA)方法获得的射流穿透深度进行比较研究.研究指出,射流在喷孔出口位置存在表面波,射流本身湍流度及射流前回流区的不稳定特性使表面波沿射流方向不断增长,射流柱迎风面强烈的气液动量交换使表面波加速断裂;射流在向下游发展的过程中,气液交界面在剪切作用下形成大量K-H涡结构,由于液滴不具有足够的动能穿过剪切层,涡脱落进入主流的现象几乎没有发生,K-H涡在很长一段距离内(x/d＞50,d为喷孔直径)主导着液雾与超声速气体之间的混合过程,不断加速靠近下壁面的液体;射流在进入超声速气流的初始阶段,经历了强烈的动量交换过程,大量液体在瞬间(x/d＜10)被加速到主流速度50％左右,短距离内(10＜x/d＜20)被加速到主流速度80‰在K-H涡主导的混合过程中(x/d＞50),动量交换进行相对缓慢.

摘要： 超声速气流中液体横向射流的喷注及雾化现象常见于液体燃料超燃冲压发动机的燃烧室中,液体燃料的雾化效果对超燃冲压发动机的工作效率有重要影响.文章阐述了超声速气流中液体横向射流的喷注特性和雾化特性以及雾化机理方面国内外的在实验研究方面的进展情况,介绍了常用的进行横向射流雾化特性观测的光学测量方法,指出了超声速气流中液体横向射流雾化特性研究的重要性并对进一步研究工作提出建议.

摘要： 本文的主要目的是利用高速摄影技术研究在20kHz超声场中空泡（ d=5.4μm～54μm）溃灭产生的两个新空泡之间的位置关系。结果表明：超声场中空泡分裂方位角主要集中在0°和90°附近，即空泡多数沿着超声波传播方向分裂或者在超声波传播方向的法平面内分裂。这由空泡非对称溃灭产生液体射流的强度(空泡直径与超声波强度)决定。超声波是造成空泡非对称溃灭的主要原因。

摘要： 液体射流的碎裂直接影响液体雾化的质量，空气的动力作用将促进液体射流的碎裂。对小宽厚比喷嘴喷射出的平面水膜进入静止空气环境中和两侧不同气流流速环境中的碎裂过程进行了试验研究。结果表明，静止空气环境中的水膜表面波呈现对称波形，射流的碎裂长度随喷射流速的增大而增大，喷射压力对射流碎裂长度没有直接影响。空气助力作用使平面射流表面波的上、下气液交界面出现相位差，即使在水膜两侧空气助力气流流速完全相等的情况下，表面波的波形仍参差不齐。当水流流速较低时，水膜单侧较大的空气助力气流速度是非对称波形产生的条件；水膜的碎裂长度将随空气助力气流速度的增大而减小，在25m/s的空气助力作用下，水膜的碎裂长度缩短了69%；较大的空气助力气流速度将造成水膜表面粗糙不平，并在喷嘴出口不远处被撕裂成不规则的片状和大颗粒水滴，表面波很难保持完整，甚至在水膜的中心区域也会出现被撕开的空穴，说明空气助力对于低速水膜射流具有很强的促进碎裂作用，空气助力作用必将极大地改善低速射流的一级雾化效果。当水流流速较高时，空气助力作用对水膜碎裂长度的影响大为减弱，水膜的碎裂长度最多缩短了9.5%；即使在高速助力空气的作用下，水膜仍长期保持较稳定的射流流态，没有出现明显的水膜撕裂现象，说明在小宽厚比喷嘴的瑞利（Rayleigh）模式射流中，高速射流是水膜的稳定因素。与气液流速比、气液流速差、气流马赫数等量纲一参数相比，液体喷射的绝对流速是射流碎裂的主要影响因素。

摘要： 本文建立了旋转气流中的空心柱形粘性液体射流模型,着重分析了气流的旋转强度对射流分裂与雾化的影响.结果表明:低速射流的分裂破碎机理与高速射流的雾化机理不同.在低速射流中,内部气流旋转强度对射流的稳定性影响不大,但外部气流旋转强度却起着稳定性的作用;在高速射流过程中,内部气流旋转强度始终起着不稳定性的作用,而外部气流旋转强度对轴对称扰动的影响不大,但对非轴对称扰动起着不稳定性的作用.

摘要： 设计了四种喷嘴出口流道结构,对其产生的射流进行了测量,并结合数值模拟对实验反映出的物理现象进行了诠释.结果显示:圆柱形出口流道喷嘴,其射流流动形态受雷诺数变化影响不明显,射流与环境气体界面近似为圆锥.而圆柱与圆锥组合型出口流道喷嘴,其射流结构形态随雷诺数变化显著.这表明具有特定结构,不与射流直接接触的出口流道,也能对气液边界层湍流产生显著影响,从而对射流流动特性起到调节作用.在雷诺数120000～130000范围内,提出能显著提高射流能量集中性的最佳结构形式及参数:锥角为90°,圆锥与圆柱组合型出口流道.这些发现为最终实现射流流动控制提供了研究方向的引导.

摘要： 本发明涉及一种用于插入卫生出水配件中的加气的射流调节器(1)，其中，所述射流调节器(1)包括壳体(2)、射流加速装置(3)、以及沿流动方向(4)设置在射流加速装置(3)下游的射流加气装置(5)，所述射流加气装置(5)具有空间(6)，所述空间具有至少一个加气口(7)，通过该加气口能够将空气抽吸到所述空间(6)中，其中，在所述空间(6)内部设有孔板(8)，所述孔板将所述空间(6)划分成空气进入部分(9)和混合部分(10)，其中，在空气进入部分(9)中进行空气从外部的抽吸以及在混合部分(10)中进行液体和空气的混合。

摘要： 液体射流射出装置具有：细管，其是两端开口的筒状体，在内部配置有至少相对于内面的接触角小于90度的射出液体；容器，其在配置有所述细管的一端的底部侧配置有传递介质，以能够向所述射出液体传递压力；调整机构，其使所述细管内的所述射出液体的液面和所述容器内的细管外的所述传递介质的界面沿着所述细管的轴向错开位置；以及产生机构，其使所述传递介质产生压力波，以从所述细管内的所述射出液体射出液体射流。

摘要： 本发明提供一种射流抛光用喷嘴，包括喷嘴主体、混合腔、压力水入口、磨料液体入口和喷口，混合腔向喷口方向逐渐收口，混合腔内设置光纤支架，光纤支架上固定光纤束，光纤束末端在喷口的收口部位散开，散开的光纤束端口均匀分布形成光纤阵列。还提供一种激光诱导空化辅助液体射流抛光设备，包括压力水系统、磨料液供给回收系统、激光系统和喷射系统，喷射系统包括的射流抛光用喷嘴，压力系统接入喷嘴的压力水入口提供射流压力，磨料液供给回收系统接入磨料液体入口提供磨料液，激光系统包括连接光纤束的脉冲激光器。本发明基于传统的液体射流抛光技术引入激光空化技术，两者结合达到促进加工效率的目的，且可以解决现有的空化效应强度不便调节的问题。

摘要： 本发明涉及用于产生液体射流(5)的一种方法和一种装置，所述液体射流适合于以波导形式导引耦合在该液体射流中的激光束以对工件(3)进行加工。所述装置具有用于产生所述液体射流(5)的液体喷嘴(1)和远离该液体喷嘴(1)布置的排气喷嘴(23)，该排气喷嘴(23)形成在外侧将所述液体射流(5)包围的气流(35)。在所述液体喷嘴(1)和排气喷嘴(23)之间形成积气室。所述液体射流(5)从所述排气喷嘴(23)中穿过或者说射过。所述液体射流具有优选为60微米或者更小的直径，并且所述气流(35)具有1-2毫米的直径。

摘要： 液体射流射出装置具有：细管，其是两端开口的筒状体，在内部配置有至少相对于内面的接触角小于90度的射出液体；容器，其在配置有所述细管的一端的底部侧配置有传递介质，以能够向所述射出液体传递压力；调整机构，其使所述细管内的所述射出液体的液面和所述容器内的细管外的所述传递介质的界面沿着所述细管的轴向错开位置；以及产生机构，其使所述传递介质产生压力波，以从所述细管内的所述射出液体射出液体射流。

摘要： 本发明提供一种射流抛光用喷嘴，包括喷嘴主体、混合腔、压力水入口、磨料液体入口和喷口，混合腔向喷口方向逐渐收口，混合腔内设置光纤支架，光纤支架上固定光纤束，光纤束末端在喷口的收口部位散开，散开的光纤束端口均匀分布形成光纤阵列。还提供一种激光诱导空化辅助液体射流抛光设备，包括压力水系统、磨料液供给回收系统、激光系统和喷射系统，喷射系统包括的射流抛光用喷嘴，压力系统接入喷嘴的压力水入口提供射流压力，磨料液供给回收系统接入磨料液体入口提供磨料液，激光系统包括连接光纤束的脉冲激光器。本发明基于传统的液体射流抛光技术引入激光空化技术，两者结合达到促进加工效率的目的，且可以解决现有的空化效应强度不便调节的问题。

摘要： 本发明涉及用于产生液体射流(5)的一种方法和一种装置，所述液体射流适合于以波导形式导引耦合在该液体射流中的激光束以对工件(3)进行加工。所述装置具有用于产生所述液体射流(5)的液体喷嘴(1)和远离该液体喷嘴(1)布置的排气喷嘴(23)，该排气喷嘴(23)形成在外侧将所述液体射流(5)包围的气流(35)。在所述液体喷嘴(1)和排气喷嘴(23)之间形成积气室。所述液体射流(5)从所述排气喷嘴(23)中穿过或者说射过。所述液体射流具有优选为60微米或者更小的直径，并且所述气流(35)具有1－2毫米的直径。

摘要： 本发明提供一种基于激光熔融‑过冷液体射流的交变破岩试验系统，试验系统用于对岩石试样进行高低温交变破坏试验，试验系统包括：箱体、仪器安装台、温度监测装置和图像监测装置，箱体内底部设置有用于进行交变破坏的岩石试样；仪器安装台上设置有激光器和喷嘴，激光器和喷嘴可在横梁结构的长度方向上移动，仪器安装台的两端对应设置在箱体内的一对对立侧壁上；温度监测装置用于检测箱体内岩石试样的温度；图像监测装置用于获取岩石试样的图像；其中，当需要对岩石试样进行高低温交变破坏时，打开激光器和喷嘴的开关，使激光器发射激光以及使喷嘴喷出过冷液体，对岩石试样进行交变破坏，并记录岩石试样的温度后，获取岩石试样被破坏后的图像。

摘要： 本发明提供一种激光熔融‑过冷液体射流冷热交变破岩方法，破岩方法用于通过过冷液体射流和激光束对岩石试样进行破坏，破岩方法包括：通过过冷液体射流和激光束对岩石试样的试验区域进行第一次破坏试验；获取经过第一次破坏试验后岩石试样表面多个点位的温度信息；获取经过第一次破坏试验后岩石试样的图像信息；通过过冷液体射流和激光束对岩石试样的试验区域进行第N次破坏试验；获取第N次破坏试验中的岩石试样表面多个点位的温度信息；获取第N次破坏试验的岩石试样的图像信息；依据温度信息和图像信息分析得到过冷液体射流和激光束对岩石试样的试验区域的破坏程度。

摘要： 本实用新型属于射流泵技术领域，尤其涉及一种新型脉冲液体射流泵及液体泵送系统，所述新型脉冲液体射流泵包括：导入组件、导出组件以及混合室；所述导入组件沿动力液流动方向形成孔径逐渐缩小的导入通道；所述导出组件沿所述动力液流动方向形成孔径逐渐增大的导出通道，用于将所述混合室内的混合液导出所述混合室；所述混合室用于所述动力液与被动液的混合从而得到所述混合液，所述混合室设置有吸入口，所述吸入口与所述导入通道、所述导出通道相互连通。本实用新型提供的新型脉冲液体射流泵通过收缩的导入通道使动力液的压力能转化为动能，使混合室内形成负压从而吸入被动液，本实用新型的方案结构简单，易于维修，适用较为复杂的工况。