国家自然科学基金(51006047) 作品数:13 被引量:43 H指数:4 相关作者: 王军锋 王晓英 王贞涛 霍元平 黄俏梅 更多>> 相关机构: 江苏大学 哈尔滨工业大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 江苏省自然科学基金 国家高技术研究发展计划 更多>> 相关领域: 动力工程及工程热物理 理学 农业科学 化学工程 更多>>
荷电黏性液体射流线性不稳定性分析 被引量:2 2012年 根据线性不稳定性理论分析了扰动压强场和扰动电场,对荷电液体射流受力特性进行分析,建立了荷电黏性液体射流色散方程,通过数值计算分析了射流速度、荷电电压及黏度对荷电液体射流不稳定性的影响.研究结果表明:增加射流速度或荷电电压均能使射流不稳定性增加,表面波最大增长率及其对应的最优波数、最大波数均增大,射流破碎形成的液滴特征尺寸减小.黏度的提高使射流趋于稳定不易破碎,表面波最大增长率及其对应的最优波数减小,射流破碎形成的液滴特征尺寸增大,而最大波数保持不变.射流速度在0~1 m/s范围内,非荷电与荷电情况下0阶表面波始终存在;非荷电时,只有当射流速度达到一定数值时1阶表面波才出现,荷电后,1阶表面波在更小的射流速度时即可出现;0阶表面波最大增长率大于1阶表面波最大增长率,在液体射流破碎过程中占据主导地位. 王晓英 王军锋关键词:色散方程 静电雾化锥射流模式下液锥形态的研究 被引量:4 2013年 本文分析了静电雾化锥射流模式下液锥表面静电应力、表面张力应力分布特性,基于应力平衡建立了液锥力学模型,并对流量、荷电电压及针形喷嘴的内半径等参数对液锥结构形态的影响进行了预测。首先设计了针形喷嘴静电雾化实验装置,应用高速摄影技术观测了静电雾化的典型雾化模式和液锥形态演化特性。实验结果表明:锥射流雾化模式仅在一定的荷电电压范围内才会出现;针形喷嘴的流量增加,液锥锥角减小,液锥长度增长;随着荷电电压或针形喷嘴内半径的增加,液锥锥角增大,液锥长度缩短。实验结果与液锥力学模型的预测结果一致。 王晓英 闻建龙关键词:力学模型 FFU内部结构优化的数值模拟和试验 被引量:4 2014年 采用数值模拟和试验相结合的方法对风机过滤单元(fan filter unit,FFU)的内部结构进行了优化.利用CFX软件获得内部流场分布,对比模拟结果与实测结果,发现误差在可接受范围内,证明了模拟结果的可靠性.基于节能和均匀送风的原则对FFU的内部流场进行了分析,提出了优化方案.对造成漩涡的流道突扩结构进行了修改,通过模拟发现漩涡明显消失,流动更加顺畅.重新设计了导流装置,解决了导流板出口的切线方向的速度远大于其他区域的问题,实现了均匀送风.改进了实际设备,并用FFU性能测试台进行了测试,结果表明:优化之后的FFU出风更均匀,静压更高,在高风速工况下空气动力效率也得到提升. 王军锋 胡维维 张铮 吴琦关键词:风机过滤单元 内部流场 数值模拟 结构优化 导流装置 荷电电压、介质物性对静电雾化特征的影响 被引量:9 2012年 在毛细管-环状感应电极下,对多种介质在高压静电场中的静电雾化特性进行了试验研究.利用微量注射泵(ATI Orion M361)控制每次试验雾化溶液的流量,用高压发生器及电压读数仪(Q3-V型)准确控制所加的荷电电压,在不同电压下,研究了介质物性(电导率、黏度、表面张力)对液滴荷质比产生的影响,并深入分析了荷电电压、介质的物性参数对液滴荷质比的影响规律.结果表明:微流量情况下,在达到瑞利极限之前,不同液滴的荷质比在一定电压范围内随电压的升高而增大,并近似呈线性增长关系.介质的电导率是影响液滴荷质比的重要因素,电导率越大,荷质比随荷电电压增大得越快,但5%NaCl溶液与水的电导率相差近200倍,测得的荷质比却相差很小,说明当介质的电导率较小时,荷电电压对液滴荷质比起主导作用.介质的黏度对液滴的荷电能力有明显的抑制作用,而表面张力与液滴荷质比呈正比关系. 王军锋 王泽 霍元平 毛文龙 张娟娟关键词:物性参数 外混式双流体雾化器荷电喷雾流场特性 被引量:7 2014年 利用PIV技术对气液两相流场与电场耦合作用下的外混式双流体雾化器荷电喷雾流场特性进行了测量研究,设计了一种带环形气幕的荷电感应装置,以控制喷雾射流在感应荷电过程中出现的液滴卷吸.结果表明:当水流量Q由20 L·h-1增加到36 L·h-1时,射流核心区速度增大,喷雾结构逐渐呈现非对称性,随着流量的增大非对称性越明显;扇形压力pR、雾化压力pB对喷雾流场的对称性及喷雾锥角的变化起重要作用;高压静电作用使得喷雾锥角略微增大,上卷吸现象明显并出现涡旋结构,长时间工作时电极环易积液;电极环气幕压力为100 k Pa时,其低压气流可以有效弱化细小液滴的上卷吸运动,解决电极环积液问题,荷电双流体雾化器运行稳定. 王军锋 姚江 张宗海 王贞涛 霍元平关键词:粒子图像测速 SPH在水下高速物体空泡发展模拟中的应用(英文) 被引量:3 2014年 考察SPH对水下高速运动物体引起的流动的模拟,并观察空泡发展过程.将SPH计算空泡形状与Logvinovich独立膨胀原理给出的空泡形状进行比较.固体壁面条件的实施通过联合使用两种不同的虚粒子方法 (Ghost Particle Method,Dummy Particle Method)实现. 郑俊 于开平 王军锋 李昌烽关键词:超空泡 自由表面流动 SPH 蒸发过程中液滴荷电情况分析 被引量:2 2010年 为了研究温度场引起的蒸发传质对荷电二次雾化的影响,采用蒸发模型及临界荷质比公式对液滴的不同温度条件下的稳态温度及其临界荷质比变化进行了计算,获得了液滴的稳态温度值的变化趋势及其寿命范围内蒸发作用下的临界荷质比。研究结果表明:不同初始表面温度的液滴处于相同的环境温度时,稳态温度最终会趋于一致,且初始表面温度越高,非稳态蒸发过程越短;初始表面温度一定的液滴处于不同的环境温度时,稳态温度随环境温度的升高而升高,且环境温度越高,非稳态蒸发过程越短;液滴初始粒径及环境温度一定,液滴的初始表面温度接近稳态温度时,破碎所需要的临界荷质比最小,且临界荷质比在初始表面温度在高于稳态温度时较初始表面温度低于稳态温度时要大;液滴的初始粒径和初始表面温度一定时,破碎所需要的临界荷质比随环境温度的升高而升高。 王军锋 黄继伟 王贞涛 王晓英 黄俏梅关键词:蒸发 温度 液滴演化及静电场下锥射流形成的数值模拟 被引量:1 2013年 液滴的演化作为雾化的最基本形式,研究其动力学特性为深入探究静电雾化机理提供了重要的理论依据。静电雾化的重要形式之一是锥射流,研究其形成过程及电动力学特性对于探讨分析多股射流等其他复杂多相流具有重要意义。利用Level-set耦合VOF方法,在假设流体不可压缩并做平流运动的情况下,对单液滴生成过程以及静电场下锥射流的形成进行了数值模拟。模拟结果与实验结果较好吻合,验证了Level-set耦合VOF方法模拟两相流问题的有效性。同时分析了液滴生成过程及锥射流状态下的速度场等分布,为模拟多场耦合等复杂条件下的液滴二次雾化奠定了基础。 王军锋 左子文 霍元平关键词:VOF方法 静电场 阵列式多管集成静电雾化试验分析 被引量:6 2011年 为了减小甚至消除多管集成静电雾化(multiplexed electrostatic atomization,MES)中相邻毛细管荷电射流间电场的相互作用,探索和优化MES雾化特性,通过设计错位毛细管阵列来扩大喷雾源间距,并在静电场中加介质来减小射流排斥作用,改善了电场均匀性。对不同介质作用下MES的雾化特性进行了试验研究,结果表明:介质作用下MES较无介质作用下全锥射流的雾化锥角增大,产生锥射流所需的电压及形成的电流增大,液滴粒径均匀性变差,液滴空间分布变均匀;且介质绝缘性越好,雾滴粒径越小,粒径分布越均匀;介质导电性越强,粒径均匀性越差,MES稳定性越好。所以通过扩大喷雾源间距和在静电场中插入介质能有效地改善喷雾源射流周围电场的均匀性,优化MES雾化特性。 王军锋 黄俏梅 王贞涛 王泽 张娟娟关键词:雾化特性 介质 稳定性 基于显微高速摄像技术的荷电液滴相间作用行为研究 基于显微高数数码摄像技术对异性荷电液滴对撞行为的演变过程进行了实验研究。以不同离子浓度的盐酸水溶液为研究介质,精确捕捉了不同电压下异性荷电液滴的非聚合破碎形貌特征,探讨了介质电导率等对异性荷电液滴非聚合及破碎特性的影响规... 霍元平 王军锋 左子文 刘海龙 王贞涛文献传递