喷雾相关参数及计算公式课件.ppt

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1、喷雾相关参数及计算公式REITZ-DIWAKAR模型Reitz-Diwakar模型将喷雾破碎分为两种方式：气液相对速度低时发生袋形破碎气液相对速度高时发生剥裂破碎依据所处的破碎方式，液滴半径按下式减小：r是原始液滴半径；是发生破碎后液滴到达稳定状态时的新半径；t是破碎时间。定义：当时，发生袋形破碎：当时，发生剥裂破碎：式中，为气体、液体密度；为气体与液滴相对速度绝对值；为液体表面张力，运动粘性；为气体粘性。液滴的破碎模式6350TAB模型（适宜于低韦伯数射流）TAB模型将液滴的振动和变形与弹簧质量系统相类比。液滴在空气阻力作用下发生

2、变形，设其中x是与相对速度方向垂直的液滴最大直径变形量；是液滴变形判断常数；y为液滴最大直径无量纲变形量。从而球形液滴的控制方程为：其中，u为气体与液滴的相对速度；r为液滴半径；为表面张力；为液体粘性；为气体和液体的密度；无量纲数通过计算分析和实验数据求得；。设，当y>1时，父液滴破碎为小的子液滴，其中默认液滴只是按一阶模态发生变形。假设子液滴为球形、无振动，则根据能量守恒，可以确定子液滴的稳定半径为：K是变形能量与一阶模态能量之比，可以调整，数值越高，破碎后滴径越小，默认值为10/3。子液滴的数量通过质量守恒求得。子液滴的法向速度等于父液滴在破碎时刻的法向振动速度：

3、WAVE模型（适宜于高韦伯数射流）WAVE模型认为液体射流破碎是由于气液两相之间的相对速度造成的，射流表面的KH不稳定波的增长引起了液滴从液体表面剪切下来。根据不稳定性分析，液滴半径的变化率和破碎形成的子液滴的尺寸与不稳定波的频率和波长有关。定义Ohnesorge数Oh和泰勒数Ta为：其中1代表液体，2代表气体则在WAVE模型中，假定子液滴的半径与最不稳定波的波长成正比：父液滴半径按下式变化：其中，为与液体射流初始扰动有关的常数，不同的喷嘴有很大的变化。DifferentWaysofWAVEBreak-upKH-RT模型KH-RT模型认为：在液滴破碎过程中KH表面波和

4、RT扰动一直处于竞争关系。KH机理适宜于高相对速度和高环境密度的液滴破碎；RT机理适宜于描述由于液滴的快速减速而导致表面波在液滴的背风面迅速增长，引起变形导致破碎为小液滴。用WAVE模型公式模拟KH破碎，RT扰动通过具有最大增长率的表面波的频率和相应的波数描述。液核区长度g是液滴运动方向的减速度，d0为喷孔直径，C3，C4,C5为模型参数。1表示液体，2表示气体。FIPA模型对于喷射压力不太高(Pinj<40MPa)的直喷式或非直喷式柴油机，TAB模型一般可给出较好的模拟结果。但在更高的压力下，TAB计算的喷雾平均滴径和贯穿度均偏小。为了更好地预测高压喷雾的特性，Ha

5、bchi等人提出了一个新的模型，称之为FIPA模型FIPA模型将喷雾初级破碎和次级破碎分别对待，利用WAVE模型模拟喷雾初级破碎，利用Pilch-Erdman模型模拟次级破碎。从初级破碎到次级破碎的过渡值设为We=1000.