Особенности начальной фазы процесса функционирования пленочной форсунки с газификацией пленки жидкости

Разработана математическая модель процесса формирования и газификации пленки жидкости и выполнено численное моделирование процесса распада струи жидкости как непосредственно при ударе о жесткую стенку в щелевом канале, так и при последующем воздействии струи воздуха на образовавшуюся пленку жидкости. Выполненные экспериментальные исследования этого процесса показали достоверность разработанной математической модели. В отличие от известных разработанная математическая модель позволила рассчитать влажность газожидкостной среды и распределение капель непосредственно в полости форсунки. Анализ полученных результатов показал, что в процессе установления течения в пленочных форсунках происходит соударение струи жидкости со стенкой щелевого канала форсунки, а затем ее разворот к стенке щелевого канала, прилегающей к соплу, что приводит к разрушению струи жидкости и реализации механизма высокочастотного разрушения струи жидкости на начальной стадии. Расчетным путем выявлено, что при газификации пленки жидкости механизм каплеобразования существенно меняется. В этом случае происходит радиальное взаимодействие струй жидкости и газа, что приводит к образованию в этой зоне области повышенного давления и, как следствие, возникновению кавитации, которая существенно усиливает механизм дробления жидкости.

Литература

[1] Лефевр А. Процессы в камерах сгорания ГТД. М.: Мир, 1986. 556 с.

[2] Афанасьев В.В. Диагностика и управление устойчивостью горения в камерах сгорания энергетических установок. М.: Физматлит, 2008. 436 с.

[3] Добровольский М.В. Жидкостные ракетные двигатели. М.: Машиностроение, 1968. С. 60-98.

[4] Пажи Д.Г., Галустов В.С. Основы техники распыливания жидкостей. Сер. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. М.: Химик, 1984. 256 с.

[5] Дейч М.Е., Филиппов Г.А. Газодинамика двухфазных сред. М.: Энергия, 1968. 423 с.

[6] Физика взрыва / под ред. К.П. Станюковича. М.: Наука, 1975. 704 с.

[7] Кузнецов А.В. Математическая модель процесса взаимодействия одиночной нестационарной сверхзвуковой струи с подвижной преградой конечных размеров //Авиационная техника. 1986. № 1. С. 27-29.

[8] Платонов Н.И., Семенов В.П., Долгушина О.В. Гидродинамика полидисперсно-го потока капель в контактном теплообменнике с пленочными форсунками // Изв. вузов. Проблемы энергетики. 2010. № 1/2. С. 27-32.

[9] Кестенбойм Х.С., Чудов Л.А. Точечный взрыв. Методы расчета. Таблицы. М.: Машиностроение, 1974. 190 с.

[10] Андрюшкин А.Ю. Формирование дисперсных систем сверхзвуковым газодинамическим распылением. СПб.: Балт. гос. техн. ун-т, 2012. 400 с.

[11] Дятлов И.Н.Обобщение результатов измерений мелкости распыливания топлива механической и воздушно-механической форсунками центробежного типа: Труды КАИ им. А.Н. Туполева. Казань, 1969. Вып. 2. С. 76-78.

[12] Коэффициенты поверхностного натяжения воды и анилина при различных температурах: Справочник. Физика. Режим доступа: http://www.calc.ru/614.html (Дата обращения 02.11.2013).

[13] Коэффициенты динамической и кинематической вязкости воды в зависимости от температуры и давления. Справочник химика / под ред. Б.П. Никольского. М.-Л. Химия, 1982. Т. 1. 987 с.

[14] Александров А.А., Ривкин С.Л. Термодинамические свойства воды и водяного пара. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1984. 79 с.