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液体横向射流在气膜作用下的破碎过程

物理学报 2021年第5期70卷 224-235页

作者：张彬成鹏李清廉陈慧源李晨阳国防科技大学空天科学学院高超声速冲压发动机技术重点实验室长沙410073

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... 详细信息

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.

关键词：液体射流破碎过程表面波气膜

基于移动粒子半隐式方法的旋流液膜破碎过程模拟

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推进技术 2020年第7期41卷 1529-1535页

作者：勾文进陈明慧张帅郑耀浙江大学航空航天学院浙江杭州310027 上海飞机设计研究院上海201210

为实现旋流初始雾化中液膜破碎过程的直接数值模拟,基于GPU(Graphics processing unit)加速和移动粒子半隐式方法(Moving particle semi-implicit method,MPS),开发了离心式喷嘴液膜破碎过程的并行加速数值模拟方法与程序,模拟了喷雾场... 详细信息

为实现旋流初始雾化中液膜破碎过程的直接数值模拟,基于GPU(Graphics processing unit)加速和移动粒子半隐式方法(Moving particle semi-implicit method,MPS),开发了离心式喷嘴液膜破碎过程的并行加速数值模拟方法与程序,模拟了喷雾场三维形态特征和初始雾化破碎过程。模拟结果成功捕捉到了液膜形成、液膜破碎成液丝继而破碎成液滴的瞬态过程。模拟得到的雾化破碎过程与实验拍摄结果基本吻合。模拟了不同射流速度下的旋流液膜破碎过程,模拟得到的液膜初始破碎长度与经验公式计算结果趋势一致,二者吻合较好,最大误差为24.2%,模拟得到的液膜半锥角与实验值较为吻合,误差为10.6%。表明开发的模拟方法与程序的准确性,为后续离心式喷嘴的液膜雾化过程及雾化特性研究打下基础。

关键词：锥形液膜初始雾化移动粒子半隐式法破碎过程离心式喷嘴

基于离散元法的颗粒饲料粘结参数标定及其破碎过程分析

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饲料工业 2023年第1期44卷 10-17页

作者：王雷张永林李彬路婉秋杨柳刘晓鹏武汉轻工大学机械工程学院湖北武汉430023 武汉轻工大学动物科学与营养工程学院湖北武汉430023

针对颗粒饲料在加工过程中易发生破碎,因其破碎机制尚不明确,难以通过优化加工机械的关键结构、运行参数来降低颗粒破碎率的实际问题,本研究以颗粒饲料(母猪饲料)为研究对象,应用离散元素法建模软件EDEM建立了颗粒饲料离散元模型,结合... 详细信息

针对颗粒饲料在加工过程中易发生破碎,因其破碎机制尚不明确,难以通过优化加工机械的关键结构、运行参数来降低颗粒破碎率的实际问题,本研究以颗粒饲料(母猪饲料)为研究对象,应用离散元素法建模软件EDEM建立了颗粒饲料离散元模型,结合台架试验(质构仪)开展了离散元粘结参数[单位面积法向刚度(K_(n))、单位面积剪切刚度(K_(t))、临界法向刚度(C_(n))、临界剪切刚度(C_(t))]测试与标定试验。台架试验结果表明,C_(n)、C_(t)的取值分别为2.93×10^(7)、2.22×10^(6)P_(a),K_(n)、K_(t)的量级范围分别为[10^(10),10^(11)]、[10^(9),10^(10)];二次正交旋转组合试验结果表明,当Kn、Kt的取值分别为4.11×10^(10)、7.13×10^(9)N/m^(3)时,仿真模型的挤压、剪切破碎力与实际破碎力之间的误差均在5%以内,标定结果准确;颗粒饲料破碎过程分析表明,饲料样品承受剪切破坏的能力不及其承压能力,但剪切破坏时不易发生粉化。本研究可为优化饲料加工机械的关键结构及运行参数、降低颗粒破碎率提供理论参考。

关键词：颗粒饲料离散元法(DEM) 粘结参数破碎过程台架试验

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平面液膜破碎及雾化过程的试验研究

推进技术 2022年第11期43卷 267-275页

作者：芦翔靳朝阳葛冰臧述升上海交通大学机械与动力工程学院动力机械及工程教育部重点实验室上海200240 中国船舶及海洋工程设计研究院上海200010

为考察液膜破碎及雾化特性,通过高速相机、平面激光诱导荧光(PLIF)和相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对平面液膜的失稳、破碎及雾化全过程进行了试验研究。结果表明,平面液膜在预膜板上的液膜形态与气液速度比(λ)直接相关。随着气液速度比... 详细信息

为考察液膜破碎及雾化特性,通过高速相机、平面激光诱导荧光(PLIF)和相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对平面液膜的失稳、破碎及雾化全过程进行了试验研究。结果表明,平面液膜在预膜板上的液膜形态与气液速度比(λ)直接相关。随着气液速度比增大,平面液膜分别会呈现平滑表面(λ≤23)、波动表面(23破碎过程中会形成叶瓣状、波纹状、孔状和韧带状的液带,液带形状主要取决于气流和液体速度。液膜破碎过程的破碎距离和横向不稳定波长与韦伯数、动量比以及液相雷诺数有关,液膜破碎后的雾化粒径随着气流速度的增大而减小,与液膜破碎过程的破碎距离和横向不稳定波长呈线性关系。

关键词：平面液膜破碎过程可视化研究液膜形态雾化粒径

基于Gerris的离心式喷嘴锥形液膜破碎过程数值模拟

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推进技术 2018年第5期39卷 1041-1050页

作者：王凯杨国华李鹏飞张民庆周立新西安航天动力研究所液体火箭发动机技术重点实验室陕西西安710100 西北工业大学航天学院陕西西安710072 航天推进技术研究院陕西西安710100

为了实现离心式喷嘴锥形液膜破碎过程的精细可视化和雾化特性的准确计算,基于自适应网格加密技术和VOF方法,建立了一种数值方法,可以捕捉到包含一次雾化和二次雾化的喷雾场结构特征,获得了全场液滴的空间分布和粒径分布,液滴捕捉效果逼... 详细信息

为了实现离心式喷嘴锥形液膜破碎过程的精细可视化和雾化特性的准确计算,基于自适应网格加密技术和VOF方法,建立了一种数值方法,可以捕捉到包含一次雾化和二次雾化的喷雾场结构特征,获得了全场液滴的空间分布和粒径分布,液滴捕捉效果逼真。针对给定结构尺寸的敞口型离心式喷嘴,计算了在不同流量和不同切向孔直径下的液膜锥角、液滴平均粒径SMD的变化,并与高速摄影拍摄的锥形液膜破碎过程图像和PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer)测量的液滴SMD对比。结果表明,数值模拟与实验所获得的喷雾场吻合,获得的液膜锥角和液滴平均粒径最大相对误差分别为4.18%和11.82%,结果吻合较好,验证了数值方法的准确性,为离心式喷嘴的精细研究和设计应用提供一种新手段。研究表明,切向孔直径对液膜锥角和液滴平均粒径的影响较显著,在设计加工时,是一个比较重要的结构参数。

关键词：离心式喷嘴锥形液膜破碎过程雾化特性

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破碎过程智能给矿控制系统开发与应用

铜业工程 2021年第4期 71-74页

作者：万洪涛山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿山东莱州261441

为了提高破碎过程设备生产效率及生产稳定性,减少破碎流程空转率,研究采用一套完整的破碎过程智能给矿控制策略。该控制策略以圆锥破碎机挤满给料专家控制为核心,加之各破碎流程工序间负荷的协同优化,保证了破碎过程给矿的持续和稳定性... 详细信息

为了提高破碎过程设备生产效率及生产稳定性,减少破碎流程空转率,研究采用一套完整的破碎过程智能给矿控制策略。该控制策略以圆锥破碎机挤满给料专家控制为核心,加之各破碎流程工序间负荷的协同优化,保证了破碎过程给矿的持续和稳定性,提高了破碎作业回路的生产效率和处理能力。

关键词：智能给矿挤满给矿负荷协同优化圆锥破碎机破碎过程

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气液针栓喷注器液束撞击气膜破碎过程研究

火箭推进 2022年第5期48卷 18-28页

作者：张波涛杨宝娥杨岸龙李平西安航天动力研究所液体火箭发动机技术重点实验室陕西西安710100 航天推进技术研究院陕西西安710100

为了全面认识气液针栓喷注器破碎过程,采用网格自适应加密技术、CLSVOF(coupled level-set and volume-of-fluid method)方法和SBES(stress-blended eddy simulation)湍流方法对气液针栓喷注器液束撞击气膜破碎过程进行数值仿真,获得了... 详细信息

为了全面认识气液针栓喷注器破碎过程,采用网格自适应加密技术、CLSVOF(coupled level-set and volume-of-fluid method)方法和SBES(stress-blended eddy simulation)湍流方法对气液针栓喷注器液束撞击气膜破碎过程进行数值仿真,获得了液束破碎过程的细节特征,并通过高速摄影试验结果验证了数值方法的准确性。以此为基础分析了液束撞击气膜的雾化模式、变形过程、流动特性和雾化角。结果表明:雾化模式根据局部动量比可分为振荡破碎、剪切破碎和液束主导的波动破碎;液束与气膜撞击后迎风面会向两侧运动,横截面先发展为“T”形,随后被展向拉伸为薄膜。液束前缘变形引起气流在液束两侧形成一系列涡结构,使得气液相互作用增强;雾化角主要受局部动量比影响,工况参数通过影响动量比而间接影响雾化角;认为选取中等局部动量比下的剪切雾化模式可以在获得较大雾化角的同时具有液滴粒径均匀且液滴空间分布均匀的特性。

关键词：气液针栓喷注器液束撞击气膜破碎过程雾化角雾化模式

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低压射流不同喷嘴参数及压力下破碎过程实验

农业机械学报 2015年第3期46卷 78-82,72页

作者：蒋跃李红向清江陈超江苏大学流体机械工程技术研究中心镇江212013

研究了不同低压下喷头喷嘴直径和喷嘴锥角对射流破碎的影响。采用高速摄像仪对低压圆柱射流的射流核心长度和射流破碎长度进行实验,测量了不同喷嘴结构的流量、射程和末端水滴直径。结果表明:同一压力下,当喷嘴锥角不变时,随着喷嘴直径... 详细信息

研究了不同低压下喷头喷嘴直径和喷嘴锥角对射流破碎的影响。采用高速摄像仪对低压圆柱射流的射流核心长度和射流破碎长度进行实验,测量了不同喷嘴结构的流量、射程和末端水滴直径。结果表明:同一压力下,当喷嘴锥角不变时,随着喷嘴直径的增大,喷头流量、射程和喷头末端水滴直径都变大,射流核心长度和破碎长度均增大;当喷嘴直径不变时,随着喷嘴锥角的增大,喷头流量逐渐减小,而喷头射程呈先增大后减小趋势,喷头末端水滴直径也变大,射流核心长度逐渐减小,射流破碎长度先减小后增大。综合考虑射程和雾化效果,直径为5 mm、锥角为45°的喷嘴为最优选择。同时通过对不同Re数和We数的实验和分析,给出了适合低压喷嘴的两种射流特征长度的拟合关联式。

关键词：喷嘴圆柱射流破碎过程核心长度破碎长度

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压头作用下岩石破碎过程的细观模拟

西安科技大学学报 2016年第6期36卷 769-774页

作者：李守巨李德于申大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024 哈尔滨电机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150000

采用平行粘结细观本构模型,在岩石颗粒尺度上研究了压头侵入岩石的破坏过程。分析讨论了岩石材料平行粘结模型细观参数与宏观力学参数之间的映射关系。为了实现表征颗粒连接破坏模式,应用FISH语言编写一个伺服程序,检测每个颗粒连接的... 详细信息

采用平行粘结细观本构模型,在岩石颗粒尺度上研究了压头侵入岩石的破坏过程。分析讨论了岩石材料平行粘结模型细观参数与宏观力学参数之间的映射关系。为了实现表征颗粒连接破坏模式,应用FISH语言编写一个伺服程序,检测每个颗粒连接的受力状态。依据所建立的颗粒连接破坏准则,并对每个颗粒连接进行破断与否的评估,实现描述颗粒连接的破坏功能。研究表明,在压头垂直压力作用下,岩石试件内形成了3条主环向拉力链,它与宏观的小主应力方向一致。环向拉力链最大影响深度随着压头压入深度的增加而增加。与此同时,出现了几条径向压力链,它与宏观的大主应力方向基本一致。岩石试件裂纹是由环向拉应力和剪应力大于颗粒平行连接胶结材料的强度引起的。

关键词：岩石试件破碎过程参数估计细观模拟压头侵入平行粘结模型