液体在横向气流中破碎的动量交换机制

作     者：刘晓宏 温治 杜宇航 苏福永 张四宗 楼国锋 Liu Xiaohong;Wen Zhi;Du Yuhang;Su Fuyong;Zhang Sizong;Lou Guofeng

作者机构：北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 

出 版 物：《机电工程技术》 (Mechanical & Electrical Engineering Technology)

年 卷 期：2024年第53卷第4期

页      面：129-133页

学科分类：081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：河北省重点研发计划(22373805D) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF-TP-22-077A1) 

主　　题：横向射流 动量交换效率 液体破碎 雾滴粒径 数值模拟 

摘      要：液体射流的破碎是一个复杂的非线性动力学问题。为研究破碎过程中气液间的动量交换机制,利用Fluent软件进行数值模拟,得到不同气流冲击液体过程中动量交换量和动量交换效率的变化规律,并进一步通过VOF to DPM模型对规律进行了验证。结果表明:在气流速度为40~90 m/s,气流密度为1.177~7.356 kg/m^(3)的工况范围内,动量交换效率在62%~83%变化。气液之间的动量交换量随着气流速度的增大而增大,气体密度不变时,随着气流速度的增大,气液间的动量交换效率逐渐降低,最后趋于稳定;气流速度一致时,动量交换效率随气体密度的增大而减小,最后逐渐趋于稳定。在气流物性不变时,增大液体的密度和黏度均会导致气液动量交换效率的增大。将雾滴粒径分布作为液体破碎效果的计算指标,对动量交换机制进行验证,发现在气液动量交换量相等时,液体破碎后的粒径规律基本一致,最大误差为15.3%。