液体性质对气泡雾化液滴不稳定性的影响

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（ Ｊ Ｅ ２ １０１ ） ＺＵＣ Ｕ ０ ０ ０ ．
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引文格式 ：刘猛 ， 段钰锋 ， 张铁男 ， 液体性质对气 泡雾化 液滴不稳 定性 的影 响 ［ ］ 东南 大学学报 ： 等． Ｊ． 自然科学版 ，０ ２ ４ （ ） ２ ５—３ ０ ２ １ ，２ ２ ：９ ０．
［ ｏ：０ ３ ６ ／．ｓｎ １０ ｄｉ１ ．９ ９ｊｉｓ．０ １—００ ．０ ２ ０ ．２ ５ ５２ １ ．２ ００］
气 泡 喷 嘴在雾 化效 果 上显示 出较多优 势 ， 例如
可 获得 良好 的雾化 效 果 ， 喷 口不 易堵 塞 ， 且 雾化 质
在 较低 的气体 注入 压 力 下 使 用 较 少 的 气体 介 质 便
量受 液体 黏度 的影 响较 小 ． 而 ， 用 气 泡 喷 嘴进 然 采
收稿 日期 ： ０ １０ －０ 作者简介 ： ２ １ －９２ ． 刘猛 （９ ３ ）， ， １８ 一 男 博士 ；段钰锋 （ 联系人）， ， 男 博士 ， 教授 ， 博士生导师 ，ｆｕｎ ｅ ．ｄ ．ｎ ｙｄ ａ＠ｓｕ ｅｕ ｃ ． 基 金项 目：国家重点基础研究发展计划 （７ ９ ３计划 ） 资助项 目（０ ０ Ｂ ２０ １ 、 江大学能源清 洁利 用国家重点实验室 开放基金资助项 目 ２ １ Ｃ ２７ ０ ） 浙
的 测 量 仪 器 对 雾 化 液 滴 不 稳 定 性 进 行 定 性 分 析 ］定 量 判 断 的 理 论 研 究 并 不 多 见 ． ｄ ｒｓ ４， Ｅ ｗａ ｄ
等 提 出 了一 种 理 想 雾 化 模 型 ， 过 比较 实 际液 通 滴 与理 论液 滴 到达 Ｐ Ａ 测 量 点 的 时 间 间隔 分 布 ＤＰ 函数 的偏差 来判 断雾 化液滴 的不稳定 性 ， 为研究 雾 化液滴 的不 稳 定 性 提 供 了理 论 基 础． 献 ［ 文 ６—７ ］ 发 现喷 嘴 内部 气液 两 相 流 动对 雾 化 液 滴 的不 稳 定 性具 有较 大 的影 响 ．
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１然后 ， △ ＝１ 一 一Ｉ根据下式计算出时间 ． 令 ，
段 ａｊ ｔ内液滴 的时 间间 隔分布 函数值 ：
（ Ｔ）＝ Ａ－ ｊ （） ２
式 中， △ 为 Ａｊ Ｐ Ｐ Ⅳ（ ） Ｔ 内 Ｄ Ａ捕 获 的液滴 数 ； Ⅳ为
整 个测试 时 间 内的时 间间隔数 ， Ｎ＝Ｗ 一１ 且 ．
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泡 流 时 ， 口处 单个 气 泡 的破 裂 可导 致雾 化下 游场 中液 滴不 稳 定 ； 喷 当气液 两 相处 于 过 渡流 时 ， 单
个 气泡 、 液体 以及较 长 气柱 交替流 经 喷 口会 造 成 气 泡 雾化 液 滴 不稳 定 ；当气液 两 相处 于 环状 流
时， 液桥 现 象 的存在 致使 雾化 下 游场液 滴不 稳定 ． 加牛 顿流体 的黏度或 者 降低 非 牛顿 流体 剪切 增 变稀 的强度 能够 有效 降低 雾 化液 滴 的不稳定 性 ．
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摘要 ：为 了改善气 泡喷 嘴雾 化性 能 ， 用 基 于 液 滴统 计 学 的理 想 雾 化理 论模 型研 究 了液 体 性 质 利
对 气泡 雾化 液滴 不稳 定性 的 影响． 同时 ， 采用 高速 摄 影技 术分析 了气泡喷 嘴 内部 气 液两相 流 动及 喷 ７雾 化状况 ， 究 了雾化 液 滴产 生不 稳定现 象 的根 本 原 因． ／ 探 实验 结 果表 明 ， 气泡 喷 嘴雾 化 本身 具 有 不稳定 性 ， 雾化 下游 场 中不 同粒径 的液 滴均 表现 出不 稳定 性． 且 当喷 嘴 内部 气液 两相处 于 气
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液 体 性 质 对 气 泡 雾 化 液 滴 不 稳 定 性 的 影 响
刘 猛 段 钰 锋 张铁 男 李 华 峰
（ 南大学 能源与环境学院 ， 京 ２０９） 东 南 １０ ６
２６ ９
东南大 学学报 （ 自然科 学版 ）
第４ ２卷
行 雾化 常导致 液滴 不稳定 ， 引起下游 雾 场 中液 滴浓 度 及速 度波 动． 烧过 程 中雾 化液滴 的不稳定 性不 燃 但容 易引起 涡流 等 问题 ， 易 于增 加 燃 烧 噪声 、 还 引
起燃烧 室 负荷波 动 ． 目前 ， 研究 人 员 主要 采 用 高 速摄 影 、 光 多普 激 勒测 速仪 （ Ｄ Ａ） 粒 子成 像 测 速 仪 （ Ｉ 等 先 进 ＰＰ 、 ＰＶ）
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第４ ２卷 第 ２期
２１ ０ ２年 ３月
东 南 大 学 学 报 （自然科 学版 ）
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关 键 词 ：气泡 雾化 ； 想 雾化 ； 定性 ； 牛顿流 体 ； 理 稳 非 气液 两相 流
中 图分类 号 ： ３ ９ １ ０ ５ ． 文献 标志 码 ： Ａ 文章 编号 ：１０ ０ ０ （ ０ ２ ０ －２ ５０ ０ １— ５ ５ ２ １ ）２０ ９ －６
Ｉ ｆｕ ｎ ｅ ｏ ｉ ｕ ｄ ｒ ｐ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｅ ｓ ｏ ｏ ｌ ｔ ｎ ｅ ｃ ｆｌｑ ｉ ｓ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｎ ｕ ｓｅ ｄ ｎ ｓ ｆｄｒ ｐ ｅ ｌ ｉ ｆｅ ｖ ｓ ｅ ｐｒ ｙ ｎ ｅ ｒ ｅ ｃ ｎｔｓ ａ ｓ