冪律流體橢圓射流破碎與霧化的實驗研究
發(fā)布時間:2021-02-23 15:34
液體射流在自然界與工程各個領域中廣泛存在,其破碎霧化過程具有重要的理論意義與工程應用背景。冪律流體在生產(chǎn)生活中具有廣泛的應用,但由于流體本身的復雜性,對于其破碎機理的認識尚且不足。隨著能源與環(huán)境問題突出,某些具有冪律流體流變特性的新型替代燃料受到人們的重視,改善其破碎霧化,對噴射系統(tǒng)提出了新的課題。因此研究冪律流體橢圓射流破碎不僅有助于豐富非牛頓射流破碎理論,還可以對噴射系統(tǒng)的優(yōu)化具有一定的參考指導意義。設計并搭建了適用于橢圓低速射流與高速霧化的實驗系統(tǒng),主要包括:圖像信息采集系統(tǒng)、液體傳輸與儲存系統(tǒng)以及噴射系統(tǒng)控制系統(tǒng)等。依據(jù)自行配制的冪律流體作為測試液體。研究包括:在低速射流條件下對比了冪律流體與水射流發(fā)展形貌、射流破碎機理、軸轉(zhuǎn)換波長,在不同橢圓度條件下的變化影響規(guī)律;在高速霧化條件下,冪律流體橢圓霧化形貌發(fā)展規(guī)律以及形貌特征參數(shù)隨著射流參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、流體物性參數(shù)以及噴孔橢圓度的變化規(guī)律。對于低速射流,實驗結(jié)果表明:不同于水,射流形貌會出現(xiàn)明顯的振蕩衰減現(xiàn)象;不同于水射流破碎曲線呈現(xiàn)出的“雙峰”變化規(guī)律,冪律流體橢圓射流破碎的曲線呈現(xiàn)出“單峰”形式;在瑞利模式下,橢圓射流破碎尺...
【文章來源】:天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
字母注釋表
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 牛頓流體射流破碎研究現(xiàn)狀
1.2.1 牛頓流體圓孔射流破碎研究現(xiàn)狀
1.2.2 牛頓流體非圓孔射流破碎研究現(xiàn)狀
1.3 冪律流體射流破碎研究現(xiàn)狀
1.3.1 冪律流體圓孔射流破碎研究現(xiàn)狀
1.3.2 冪律流體非圓孔射流破碎研究現(xiàn)狀
1.4 本文的主要工作內(nèi)容及意義
第二章 流體制備與實驗系統(tǒng)組成
2.1 流體制備與流變特性測試
2.1.1 冪律流體的制備
2.1.2 流變特性的測量
2.2 實驗系統(tǒng)概述
2.2.1 噴嘴加工與噴孔尺寸確定
2.2.2 液體傳輸與儲存系統(tǒng)
2.2.3 噴射控制系統(tǒng)
2.2.4 環(huán)境參數(shù)控制系統(tǒng)
2.2.5 圖像信息采集系統(tǒng)
2.3 本章小結(jié)
第三章 冪律流體橢圓低速射流破碎的實驗研究
3.1 噴射壓力與射流速度的關(guān)系
3.2 低速射流破碎特征參數(shù)的定義與形貌發(fā)展
3.2.1 橢圓射流特征參數(shù)的定義
3.2.2 冪律流體與水橢圓射流形貌發(fā)展規(guī)律
3.3 橢圓射流破碎特征的變化關(guān)系
3.3.1 水破碎長度隨射流速度的變化關(guān)系
3.3.2 冪律流體破碎長度隨射流速度的變化關(guān)系
3.4 橢圓射流軸轉(zhuǎn)換分析
3.4.1 軸轉(zhuǎn)換波長分析
3.4.2 冪律流體橢圓射流形貌模型的修正
3.5 本章小結(jié)
第四章 高環(huán)境壓力冪律流體橢圓射流霧化實驗研究
4.1 噴射壓力與射流速度的關(guān)系
4.2 冪律流體橢圓射流霧化過程
4.2.1 冪律流體圓柱射流霧化過程
4.2.2 冪律流體小橢圓度霧化過程
4.2.3 冪律流體大橢圓度霧化破碎過程
4.3 橢圓射流霧化特征參數(shù)的定義
4.3.1 橢圓射流霧化特征參數(shù)的定義
4.3.2 射流速度對橢圓霧化破碎的影響
4.3.3 橢圓度對橢圓霧化破碎的影響
4.3.4 流體物性對橢圓霧化破碎的影響
4.3.5 環(huán)境壓力對橢圓霧化破碎的影響
4.4 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)及展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高環(huán)境壓力下冪律流體射流液滴粒度特性試驗[J]. 杜青,楊子明,白富強,王玉龍,鄭勒. 天津大學學報(自然科學與工程技術(shù)版). 2017(07)
[2]冪律流體液膜射流的時間不穩(wěn)定性分析(英文)[J]. 白富強,常青,郭瑾朋,杜青. 內(nèi)燃機學報. 2017(03)
[3]煤基醇類混合燃料柴油機的燃燒及排放特性[J]. 武志斐,王鐵,左鵬,楊甜甜,曹貽森,王文坤. 汽車安全與節(jié)能學報. 2015(04)
[4]正丁醇/生物柴油高預混壓燃燃燒及排放特性的試驗[J]. 堯命發(fā),龐闊,谷靜波,鄭尊清,王鑫. 內(nèi)燃機學報. 2013(03)
[5]冪律流體液膜破裂的線性穩(wěn)定性分析[J]. 王楓,富慶飛,楊立軍. 航空動力學報. 2012(04)
[6]車用燃料發(fā)展和研究現(xiàn)狀及其未來展望[J]. 姚春德,許漢君. 汽車安全與節(jié)能學報. 2011(02)
[7]運用生命周期評價分析精細水煤漿的環(huán)境效應[J]. 劉姍姍,許晶,付曉恒. 煤炭加工與綜合利用. 2008(03)
[8]高速粘性液體射流的不穩(wěn)定模式[J]. 史紹熙,郗大光,秦建榮,劉寧,舒國才. 內(nèi)燃機學報. 1997(01)
[9]橢圓孔射流的霧化問題[J]. 郗大光,龔允怡,彭志軍,劉寧,史紹熙. 內(nèi)燃機學報. 1996(04)
[10]橢圓噴霧規(guī)律初探[J]. 史紹熙,郗大光,張江波,楊延相. 天津大學學報. 1994(05)
博士論文
[1]甲醇/生物柴油混合燃料霧化及著火過程的研究[D]. 李瑞娜.江蘇大學 2016
[2]冪律流體射流破碎機理的理論與實驗研究[D]. 常青.天津大學 2014
本文編號:3047819
【文章來源】:天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
字母注釋表
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 牛頓流體射流破碎研究現(xiàn)狀
1.2.1 牛頓流體圓孔射流破碎研究現(xiàn)狀
1.2.2 牛頓流體非圓孔射流破碎研究現(xiàn)狀
1.3 冪律流體射流破碎研究現(xiàn)狀
1.3.1 冪律流體圓孔射流破碎研究現(xiàn)狀
1.3.2 冪律流體非圓孔射流破碎研究現(xiàn)狀
1.4 本文的主要工作內(nèi)容及意義
第二章 流體制備與實驗系統(tǒng)組成
2.1 流體制備與流變特性測試
2.1.1 冪律流體的制備
2.1.2 流變特性的測量
2.2 實驗系統(tǒng)概述
2.2.1 噴嘴加工與噴孔尺寸確定
2.2.2 液體傳輸與儲存系統(tǒng)
2.2.3 噴射控制系統(tǒng)
2.2.4 環(huán)境參數(shù)控制系統(tǒng)
2.2.5 圖像信息采集系統(tǒng)
2.3 本章小結(jié)
第三章 冪律流體橢圓低速射流破碎的實驗研究
3.1 噴射壓力與射流速度的關(guān)系
3.2 低速射流破碎特征參數(shù)的定義與形貌發(fā)展
3.2.1 橢圓射流特征參數(shù)的定義
3.2.2 冪律流體與水橢圓射流形貌發(fā)展規(guī)律
3.3 橢圓射流破碎特征的變化關(guān)系
3.3.1 水破碎長度隨射流速度的變化關(guān)系
3.3.2 冪律流體破碎長度隨射流速度的變化關(guān)系
3.4 橢圓射流軸轉(zhuǎn)換分析
3.4.1 軸轉(zhuǎn)換波長分析
3.4.2 冪律流體橢圓射流形貌模型的修正
3.5 本章小結(jié)
第四章 高環(huán)境壓力冪律流體橢圓射流霧化實驗研究
4.1 噴射壓力與射流速度的關(guān)系
4.2 冪律流體橢圓射流霧化過程
4.2.1 冪律流體圓柱射流霧化過程
4.2.2 冪律流體小橢圓度霧化過程
4.2.3 冪律流體大橢圓度霧化破碎過程
4.3 橢圓射流霧化特征參數(shù)的定義
4.3.1 橢圓射流霧化特征參數(shù)的定義
4.3.2 射流速度對橢圓霧化破碎的影響
4.3.3 橢圓度對橢圓霧化破碎的影響
4.3.4 流體物性對橢圓霧化破碎的影響
4.3.5 環(huán)境壓力對橢圓霧化破碎的影響
4.4 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)及展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高環(huán)境壓力下冪律流體射流液滴粒度特性試驗[J]. 杜青,楊子明,白富強,王玉龍,鄭勒. 天津大學學報(自然科學與工程技術(shù)版). 2017(07)
[2]冪律流體液膜射流的時間不穩(wěn)定性分析(英文)[J]. 白富強,常青,郭瑾朋,杜青. 內(nèi)燃機學報. 2017(03)
[3]煤基醇類混合燃料柴油機的燃燒及排放特性[J]. 武志斐,王鐵,左鵬,楊甜甜,曹貽森,王文坤. 汽車安全與節(jié)能學報. 2015(04)
[4]正丁醇/生物柴油高預混壓燃燃燒及排放特性的試驗[J]. 堯命發(fā),龐闊,谷靜波,鄭尊清,王鑫. 內(nèi)燃機學報. 2013(03)
[5]冪律流體液膜破裂的線性穩(wěn)定性分析[J]. 王楓,富慶飛,楊立軍. 航空動力學報. 2012(04)
[6]車用燃料發(fā)展和研究現(xiàn)狀及其未來展望[J]. 姚春德,許漢君. 汽車安全與節(jié)能學報. 2011(02)
[7]運用生命周期評價分析精細水煤漿的環(huán)境效應[J]. 劉姍姍,許晶,付曉恒. 煤炭加工與綜合利用. 2008(03)
[8]高速粘性液體射流的不穩(wěn)定模式[J]. 史紹熙,郗大光,秦建榮,劉寧,舒國才. 內(nèi)燃機學報. 1997(01)
[9]橢圓孔射流的霧化問題[J]. 郗大光,龔允怡,彭志軍,劉寧,史紹熙. 內(nèi)燃機學報. 1996(04)
[10]橢圓噴霧規(guī)律初探[J]. 史紹熙,郗大光,張江波,楊延相. 天津大學學報. 1994(05)
博士論文
[1]甲醇/生物柴油混合燃料霧化及著火過程的研究[D]. 李瑞娜.江蘇大學 2016
[2]冪律流體射流破碎機理的理論與實驗研究[D]. 常青.天津大學 2014
本文編號:3047819
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