液體射流是自然界和工程應(yīng)用中普遍存在的現(xiàn)象,研究者們對于牛頓流體的射流破碎過程已經(jīng)有了較深入的了解,建立了較為完善的理論,但對更具復(fù)雜性和多樣性冪律流體,研究涉及較少,還沒有成熟的理論支持。本文針對冪律流體射流的破碎過程開展理論和實驗研究,分析其破碎特性,進一步揭示非牛頓流體的破碎機理,研究內(nèi)容具備一定的普適性,具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。本文基于線性不穩(wěn)定性理論,建立了冪律流體三維圓柱射流的數(shù)學(xué)物理模型,進而推導(dǎo)得到了表征冪律流體三維圓柱射流不穩(wěn)定性的特征方程——色散方程。在時間模式下,對色散方程進行了數(shù)值求解,獲得了不同射流參數(shù)條件下的不穩(wěn)定性曲線,分析研究了冪律流體三維圓柱射流的各種無量綱參數(shù)和實際參數(shù)對其表面波不穩(wěn)定性的影響規(guī)律。理論研究結(jié)果表明,當(dāng)冪律流體液體圓柱射流處于不同階數(shù)下,射流的不穩(wěn)定性不同,各射流參數(shù)對射流不穩(wěn)定性的影響規(guī)律也不同。射流表面波不穩(wěn)定性受表面張力、粘性力與氣液相互作用力的綜合影響。總體來說,氣液相互作用力是促進射流破碎的因素,液體表面張力、粘性力和流體的冪律特性都是抑制射流破碎的因素。在不同的階數(shù)下,各參數(shù)對射流不穩(wěn)定性影響的程度不同,呈現(xiàn)出的影...

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖2-2不同類型流體的流動曲線

圖2-2不同類型流體的流動曲線Figure2-2Flowcurvesofdifferenttypesoffluids冪律流體的本構(gòu)方程主要體現(xiàn)在包含冪律指數(shù)關(guān)系，常見的有：(1)冪律模型(PowerLawModel)n1K(2式中η表示....

圖2-3冪律流體的流變特性曲線

圖2-3冪律流體的流變特性曲線Figure2-3Rheologicalcharacteristiccurveofvariousfluids表2-3幾種冪律流體物性參數(shù)（室溫）Figure2-3Physicalparametersofseveralw....

圖2-4冪律流體的微觀結(jié)構(gòu)

形成強烈地物理交換作用，形成分子鏈相互交聯(lián)，構(gòu)成“擬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)”，甚至產(chǎn)生復(fù)雜的分子鏈之間的纏繞。圖2-4給出了卡波姆的分子結(jié)構(gòu)和水溶液的SEM圖[133]。卡波姆水溶液在圖中顯示出了明顯的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。(a)分子結(jié)構(gòu)(b)SEM圖圖2-4冪律流體的微觀結(jié)構(gòu)Figur....

圖2-5液膜破碎過程實驗結(jié)果與仿真結(jié)果

在碰撞和剪切速率降低引起粘度增加的兩個條件下，破隨后的小液滴又會重新聚合、粘連而逐漸恢復(fù)“擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)”的形態(tài)。霧化場也不是我們經(jīng)常見到的細小顆粒狀，而是圓顆粒之外還有很多絲狀、帶狀、團狀、甚至片狀，形成“藕斷絲連”的結(jié)構(gòu)形式。在高射流速度條件下的冪律流體射流破碎過程中，這樣的情....

本文編號：4050624