从非旋流到旋流气体射流的喷雾行为在同轴雾化过程中的变化

《Journal of Fluid Mechanics》：Spray behaviour from non-swirling to swirling gas jet in coaxial atomisation

气旋对两流体同轴雾化器喷雾行为的影响研究，通过改变液体雷诺数Re_l和气体韦伯数We_g，发现气旋显著改变载体相速度场、液滴分布及分散特性，中等动量比23

　　

摘要

本研究重点探讨了气体旋流对双流体同轴喷雾器喷雾行为的影响，该喷雾器的 gas-to-liquid 动压比较高（具体值为 $M$）。通过改变液体雷诺数（$\textit{Re}_l$）和气体韦伯数（$\textit{We}_g$），研究了旋流对喷雾器性能的影响。研究发现，引入旋流后，气相中的载体相速度场、液滴分布及分散特性与非旋流状态存在差异。旋流的引入导致连续相的轴向、径向和切向速度发生变化，但整体仍保持自相似性。与旋流无关的喷雾相比，旋流喷雾中大液滴的滑移速度为负值。研究了平均液滴尺寸的径向分布曲线，发现在高 $\textit{We}_g$ 值下，旋流喷雾的径向分布曲线存在拐点。总体而言，旋流会降低低 $M$ 值下的液滴尺寸，而在高 $M$ 值下则有助于喷雾形成。此外，旋流喷雾的轴向流量径向分布曲线呈更宽的钟形，而非旋流喷雾的径向分布曲线在高 $M$ 值下具有偏心最大值。然而，这些液滴尺寸和流量的变化规律并非仅由 $M$ 决定，还受 $\textit{Re}_l$ 和 $\textit{We}_g$ 的影响。另外，至少喷雾边缘液滴对大气体涡流的响应与旋流强度呈线性关系。

---

---