剪切气流中无黏液体横向射流破碎机理

作者：邓甜^*; 李佳周; 陈伟

来源：航空学报, 2021, 42(07): 148-158.

• 二维剪切气流
• 液体横向射流
• 色散方程
• R-T不稳定性
• K-H不稳定性

航空发动机燃烧室中,液体燃料的雾化过程、特别是初始雾化过程非常复杂,至今无法建立准确的初始雾化模型。忽略液体射流黏性,采用线性不稳定性分析法对无黏液体(工质为水)在二维剪切横向气流中的破碎机理进行研究。通过建立射流的色散方程,根据其表面波的增长率及波数的发展情况对射流破碎进行预测。当气体韦伯数或液体韦伯数增大时,射流表面波增长率显著增加,最佳波长明显减小。液气动量比大于临界值时,Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性占主导作用;反之,Rayleigh-Taylor(R-T)不稳定性占主导作用。二维剪切气流在射流方向上具有速度梯度,只改变横向气动力对射流表面波的作用。气体韦伯数与液体韦伯数对射流破碎的作用与均匀气流相似;保持气流流量相同时,负梯度剪切气流可以加速射流的破碎。

• 单位
  中国民航大学