Previous Page  4 / 14 Next Page
Information
Show Menu
Previous Page 4 / 14 Next Page
Page Background

Моделирование и метод расчета кавитационно-вихревого аппарата

ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2017. № 1

81

Для определения значения критического числа Вебера с учетом влияния

вязкости часто используют следующую эмпирическую зависимость [6]:

0,37

кр

We 10 1 Lp .

 

Рассмотренная схема разделения струи на капли вследствие турбулентного

движения представляет собой упрощенную модель процесса распыливания

жидкости [7]. Как уже было отмечено, причиной дробления потока жидкости на

капли являются как турбулентные, так и кавитационные процессы.

При равенстве давлений жидкости и ее насыщенных паров в данном объеме

в жидкости начинается образование полостей. Следовательно, кавитацию мож-

но вызвать уменьшением давления жидкости или повышением давления насы-

щенных паров, а также обоими действиями одновременно.

Процесс кавитации в сопле форсунки возникает за счет резкого повышения

гидродинамического напора жидкой фазы, при котором гидростатический

напор и давление понижаются. При этом увеличение скорости потока, способ-

ствующее росту гидродинамического напора, достигается уменьшением площа-

ди сечения канала. Образовавшиеся в сопле форсунки пустоты (каверны) на

выходе, где давление, как правило, близко к атмосферному, пропадают, разру-

шая целостность струйного потока.

Процесс возникновения кавитационных полостей имеет периодический и

непостоянный характер, частота его зависит от скорости потока. С повышением

скорости потока образование кавитационных пузырьков происходит как на по-

верхности, так и внутри струи, что приводит к высвобождению из сопла паро-

жидкостной смеси. Активизации и интенсификации кавитации по всему сече-

нию струи также способствует характер движения потока.

Для высоковязких жидкостей режим кавитации (наиболее эффективное дроб-

ление струи) достигается при скорости потока 8…10 м/с, для жидкостей, имеющих

малую вязкость, — при скорости истечения жидкости 15…25 м/с [8–10].

На процесс смешения жидкостей совокупное влияние оказывают критерии

Вебера и Рейнольдса, определяя тип разрушения капель (таблица).

Тип разрушения капель

Критерий

Разрушение капель

 

4 We 20;

0,5

0,1 We Re

0,8

Деление на 2-4 капли. Размер вторичных капель прибли-

зительно равен размеру основных

 

4

10 We 10 ;

0,5

0,5 We Re

10

Дробление жидкости и образование капель как больших,

так и маленьких размеров

 

3

5

10 We 10 ;

0,5

10 We Re

100

Взрывной распад, за счет которого образуются капли

меньшего размера по сравнению с начальным