排灌机械工程学报

作者：李伟*,张文全,施卫东,杨勇飞,曹卫东

单位：1. 江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心, 江苏 镇江 212013; 2. 南通大学机械工程学院, 江苏 南通 226019

关键词：喷嘴,空化射流,空泡云,高速摄影

基金：国家自然科学基金资助项目(51679111,51579118,51409127);国家重点研发计划项目(2017YFC0403703);江苏省重点研发计划项目(BE2017126);江苏省自然科学基金资助项目(BK20161472,BK20160521);江苏高校优势学科建设工程资助项目;常州市科技支撑项目(CE20162004);镇江市重点研发计划项目(SH2017049)

基于高速摄影技术对缩放型喷嘴进行空化射流试验,以揭示不同进口压力下空化射流流场特性,分析进口压力对空泡云演化规律的影响.结果表明:淹没式空化射流形成的泡云呈周期性变化,即在1个周期内包含空化初生、发展、脱落、溃灭4个不同阶段,并在空泡云脱落时达到最大的空泡面积、密度和宽度.由于随着射流入口压力的增大,喷嘴形成的射流速度加快,在射流边界层内速度梯度增大、射流核心区与伴随流的剪切作用增强,高速射流所产生的空泡云长度、面积和密度均呈增大趋势.同时,随着进口压力的增大,边界层内湍动能增大,加剧了部分流体的不规则运动,导致空泡云边界更加模糊且呈交错分布,空泡云的脱落频率不断增大.研究结果对提高空化射流在金属材料强化和石油钻井、破岩等领域的应用具有重要的理论意义和指导价值.

来源：2020年第6期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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