《荷電噴霧射流液滴二次霧化特性及機理的研究》是依託江蘇大學，由王軍鋒擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：荷電噴霧射流液滴二次霧化特性及機理的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王軍鋒
- 依託單位：江蘇大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
噴射霧化在工程領域有著廣泛的套用，其機理和特性是傳熱傳質分析的重要基礎，靜電霧化可以明顯改善霧化質量從而強化傳熱傳質。工程套用中受溫度、電場及氣流作用等，靜電噴霧存在獨特的液滴二次霧化現象，是影響霧滴顆粒尺寸分布和二相流動結構特性的重要因素。本項目深入研究影響二次霧化的多場作用機理，通過捕捉和分析單液滴荷電破碎過程及形貌特徵，研究電場、流場和溫度場耦合作用下荷電液滴的破碎特生，揭示霧化機理，建立液滴荷電二次霧化的物理和數學模型。通過流場現代測試和顯示技術的實驗研究與數值模擬相結合的方法，套用建立的靜電二次霧化模型，對大流量工業用靜電噴霧射流中荷電液滴的二次霧化現象進行研究；分析電場、溫度場和流動參數對靜電噴霧射流霧化特性的影響及作用規律，獲得最佳化霧化特性的關鍵控制參數和方案，為發展新型靜電噴霧技術提供理論基礎。
結題摘要
本項目針對荷電噴霧射流中獨特的液滴二次霧化現象，通過實驗測量、理論分析和數值模擬相結合的方法，研究了電場及氣流耦合作用下荷電液滴變形及破碎的電流體動力學特性及大流量靜電噴霧射流中複雜荷電多相流動的噴霧特性，揭示了荷電噴霧射流中液滴二次霧化的機理。以單液滴為研究對象，藉助顯微高速數碼攝像技術精確捕捉了荷電單液滴的變形破碎過程及其顯微形貌特徵，獲得了影響脈動變形及瑞利不穩定破碎的關鍵控制因素，為揭示荷電霧化機理提供了實驗依據。針對傳統測量方法的局限性和子液滴荷電量難以精確測量的問題，設計了一種運動單液滴微小荷電量測量裝置並在此基礎上研究了荷電量對氣動力作用下荷電液滴破碎的影響規律，建立了荷電液滴二次霧化的破碎模型。採用CLSVOF方法，建立了導電介質荷電液滴變形的數學模型，模擬了單液滴生成過程及靜電場下錐射流的形成，驗證了其模擬荷電兩相流問題的有效性。建立了荷電黏性液體射流色散方程，數值分析了射流速度、荷電電壓及黏度對荷電液體射流不穩定性的影響。設計了陣列式多通道集成靜電噴霧(MES)系統，利用PIV對電場及氣流耦合作用下的大流量荷電噴霧特性和流場特性進行測量與分析，提出了靜電霧化特性的合理最佳化方案及有效控制參數，為發展新型荷電霧化技術提供理論基礎。
