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同轴环缝气流作用下锥形液膜线性稳定性分析

作者:康忠涛; 李清廉; 成鹏 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所高超声速冲压发动机技术重点实验室; 四川绵阳621000; 国防科技大学高超声速冲压发动机技术重点实验室; 湖南长沙410073; 国防科技大学空天科学学院; 湖南长沙410073

摘要:为了分析气液同轴离心式喷嘴的雾化机理,对同轴气体作用下的锥形液膜进行时间稳定性分析,推导同轴气体作用下锥形液膜的色散方程,建立离心式喷嘴出口参数预测模型,用于数值求解色散方程。结果表明:喷嘴出口液膜厚度随着喷注压降的增加而减小,喷雾锥角、液膜速度和轴向速度随着喷注压降的增加而增大。同轴气体作用下液膜由正弦模式的表面波主导,因为正弦模式的表面波增长率远大于曲张模式的表面波增长率。当环缝气体喷注速度较小时,增加气体速度会减小气液相对速度,从而减弱气液相互作用,使得液膜主导表面波增长率和频率减小、破碎时间和破碎长度增加。而当环缝气体速度超过一个临界值后,随着气体速度的增大,液膜主导表面波增长率和频率迅速增大,破碎时间和破碎长度迅速减小。

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