粘性圓柱液體噴射進(jìn)入不可壓縮氣流中的線性穩(wěn)定性分析.pdf

1、本文主要對(duì)圓柱液膜射流的線性穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，從已知理論我們可以知道表面波增長(zhǎng)率是影響圓柱液膜射流穩(wěn)定性的一個(gè)特征因素。但是從推導(dǎo)得到的色散關(guān)系式中，我們可以看出表面波增長(zhǎng)率和表面波數(shù)之間的關(guān)系是隱含給出的，它的解析解不能通過(guò)直接求解得到，所以需應(yīng)用Fortran語(yǔ)言，采用Muller迭代方法編制相應(yīng)的程序求得數(shù)值解。在分析過(guò)程中，通過(guò)改變輸入?yún)?shù)的值來(lái)得到不同條件下的表面波增長(zhǎng)率隨表面波數(shù)的變化關(guān)系，可以得知液流速度U l、雷諾數(shù) l

2、Re、馬赫數(shù)Ma、韋伯?dāng)?shù) lWe、歐拉數(shù) lEu、歐尼索數(shù) lOh這些量綱一參數(shù)對(duì)圓柱液體射流的穩(wěn)定性都有著十分重要的影響。
　　把編程輸出的數(shù)據(jù)繪制成圖，對(duì)圓柱液膜的線性穩(wěn)定性進(jìn)行了分析：圓射流的單股狀正對(duì)稱波形（n=0）、反對(duì)稱波形(n=1)、雙股狀正對(duì)稱波形(n=2)、三股狀反對(duì)稱波形(n=3)這四種情況所繪制出的曲線的形狀都呈倒U型，當(dāng)表面波數(shù)k值增大時(shí)，表面波增長(zhǎng)率 r?出現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。也就是隨表面波數(shù)的增加，表

3、面波增長(zhǎng)率都有一個(gè)最大值，這個(gè)峰值表示了圓柱液膜射流在此表面波增長(zhǎng)率下最有可能碎裂，此時(shí)相對(duì)應(yīng)的波數(shù)稱為支配波數(shù)即為最易導(dǎo)致圓柱液膜射流碎裂的表面波波數(shù)；本文也論述了韋伯?dāng)?shù)對(duì)圓射流的影響，隨著韋伯?dāng)?shù) lWe逐漸增大，支配波數(shù)k dom在逐漸增大，與其對(duì)應(yīng)的支配表面波增長(zhǎng)率 r,dom?也在增大，這可以說(shuō)明在表面張力很小的情況下，空氣動(dòng)力的作用越大，液體表面波碎裂的可能性越大；在本文中通過(guò)比較單股狀圓柱液體的正對(duì)稱波形和反對(duì)稱波形，可以得

4、知韋伯?dāng)?shù)相同時(shí)，正對(duì)稱波形的表面波增長(zhǎng)率要比反對(duì)稱波形的表面波增長(zhǎng)率大，這可以說(shuō)明比起正對(duì)稱波形來(lái)，反對(duì)稱波形的表面波更穩(wěn)定。也就是說(shuō)正對(duì)稱波形的表面波比反對(duì)稱波形的表面波更易碎裂。所以，在霧化過(guò)程中，正對(duì)稱波形的表面波將起主導(dǎo)作用，反對(duì)稱波形的表面波起次要作用；比較正對(duì)稱與反對(duì)稱波形的韋伯?dāng)?shù)，它們的大小是不相同的，反對(duì)稱波形的韋伯?dāng)?shù)比正對(duì)稱波形的韋伯?dāng)?shù)大，當(dāng)韋伯?dāng)?shù)比較大時(shí)，圓柱液體的表面波增長(zhǎng)率較大，此時(shí)圓柱液體更容易碎裂。由于圓射流

5、速度為低、中速時(shí)容易形成正對(duì)稱波形的表面波，而中高速圓柱液體則易形成反對(duì)稱波形的表面波，所以對(duì)于許多實(shí)際噴霧來(lái)說(shuō)，對(duì)于反對(duì)稱波形的研究比對(duì)正對(duì)稱波形的研究更有重大意義；在本文中還對(duì)不同階數(shù)下的圓柱液體的表面波增長(zhǎng)率進(jìn)行了分析，可以得知單股狀圓柱液體的霧化效果比雙股狀、三股狀圓柱液體的霧化效果要好；本文還論述了液體粘性對(duì)圓射流的影響，從分析結(jié)果可知隨著圓柱液體粘度的增大，表面波增長(zhǎng)率在逐漸地變小，這可以說(shuō)明液體粘性的增大使得液體表面波愈趨