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噴嘴的幾許形態(tài)(如對(duì)稱性、噴孔進(jìn)口的圓角、噴孔的長(zhǎng)徑比、錐形噴孔、噴孔壁面的粗糙度等)對(duì)噴嘴空化流的影響在工程上遭到廣泛地重視,由于它直接相關(guān)到錐形噴嘴的規(guī)劃。
在VCO類的錐形噴嘴中,噴孔形狀通常是不對(duì)稱的。Schmidt等人對(duì)二維不對(duì)稱的模型噴孔內(nèi)的空化景象進(jìn)行了觀測(cè)。試驗(yàn)成果顯現(xiàn),與對(duì)稱噴孔不一樣的是,不對(duì)稱噴孔的出口處常發(fā)生活動(dòng)別離,而且空化區(qū)也不對(duì)稱,只占有噴孔的有些壁面。別的,不對(duì)稱噴孔內(nèi)部發(fā)生有些水力回流(partial hydraulicflip)的概率很大。
噴孔進(jìn)口處的圓角通常影響到噴孔喉部鄰近回流區(qū)的構(gòu)成。當(dāng)圓角半徑添加時(shí),進(jìn)口活動(dòng)別離區(qū)的長(zhǎng)度將降低,這在必定程度上限制了湍流的開展。眾多的試驗(yàn)研討(如示Bergwerk,Laoonual等人,Nurick,Blessing等人,以及Benajes等人顯現(xiàn),銳邊進(jìn)口的噴孔內(nèi)很容易發(fā)生空化,而添加進(jìn)口圓角的半徑通常會(huì)推遲空化的構(gòu)成(對(duì)應(yīng)的初生空化數(shù)添加),而且構(gòu)成的空化層有變薄的趨勢(shì)。
噴孔的長(zhǎng)徑比通常與噴孔內(nèi)流的活動(dòng)損失有著很大的相關(guān)。噴孔長(zhǎng)徑比對(duì)空化流的影響長(zhǎng)期遭到科技人員的重視。Lichtarowicz & Pearce的試驗(yàn)研討成果顯現(xiàn),當(dāng)噴孔具有銳邊進(jìn)口且長(zhǎng)徑比小于 10 時(shí),噴孔長(zhǎng)度的改動(dòng)并不會(huì)構(gòu)成初生空化數(shù)的顯著改變。Laoonual等人以及Satoand Saito觀測(cè)到,在銳邊進(jìn)口柴油錐形噴嘴中的不穩(wěn)定空化進(jìn)程及其影響射流霧化的機(jī)理研討的圓噴孔中,向超空化轉(zhuǎn)捩的進(jìn)程并不遭到噴孔長(zhǎng)度改變的影響。在實(shí)踐的柴油噴嘴中,噴孔的長(zhǎng)徑比通常在 5.0 擺布。Ramamurthi & Nandakumar的試驗(yàn)成果顯現(xiàn),在空化流條件下 5.0 擺布的長(zhǎng)徑比通常會(huì)使得空泡的潰滅剛好發(fā)生在噴孔出口處,這有利于提高射流的不穩(wěn)定性。噴孔長(zhǎng)徑比的添加通常會(huì)按捺活動(dòng)的不穩(wěn)定性。
錐形噴孔對(duì)空化流的影響通常是與K系數(shù)相關(guān)起來的。K系數(shù)的界說為,K=(Dinlet-Doutlet)/L。K>0 表明噴孔沿活動(dòng)方向是縮短的。Benajes等人以及Winklhofer等人的試驗(yàn)研討發(fā)現(xiàn),噴孔的縮短程度較大時(shí),噴孔進(jìn)口鄰近活動(dòng)別離區(qū)的長(zhǎng)度通常會(huì)變短,這按捺了湍流邊界層的開展,是不利于空化初生的,一起還推遲了向超空化的轉(zhuǎn)捩進(jìn)程。Blessing等人在他們的試驗(yàn)中觀測(cè)到,與直噴孔比較,K<0 的噴孔有利于空化的構(gòu)成和開展,噴孔中呈現(xiàn)更多的空泡。而K>0 的噴孔顯著地按捺了空化進(jìn)程。
噴孔壁面的粗糙度通常會(huì)構(gòu)成壁面鄰近活動(dòng)具有高的剪切應(yīng)力,進(jìn)而影響到壁面鄰近的速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)。Winklhofer等人以及Lecoffre認(rèn)為噴孔壁面粗糙度的添加在必定程度上有利于空化的構(gòu)成。
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