王育立
,
杨敏官
,
康灿
,
高波
,
陈波
工程热物理学报
水切割射流的动力学特性的诸多方面尚未得到认识和理解。本文对毛细喷孔产生的超高压水射流展开可视化研究，分析了常规压力及超高压条件下毛细水射流的液体破碎机制并对超高压毛细射流的脉动现象进行了讨论。常规条件下的毛细射流遵从经典的破碎模式；在超高压条件下，射流完整段呈瑞利模式，完整段以下呈雾化破碎模式，射流集束性呈现周期性变化。结果表明，传统理论不能够表达小孔径时超高速毛细水射流的破碎特性；喷孔内部流动情况如流动分离及空化成为该条件下射流破碎和脉动的重要原因。
关键词:
超高压
,
水射流
,
破碎机理
,
脉动
王育立
,
杨敏官
,
康灿
,
喻峰
工程热物理学报
在超高压水射流切割过程中,射流结构是设备工作效率及损耗程度的决定性因素,本文针对400 MPa范围内超高压水射流结构进行了数值模拟及实验研究,得到了相关因素对其具体影响.结果表明:超高压水射流的流束可分为几个特征各不相同的区域;射流的发散程度随着压力和宝石孔径的增大而增大;喷嘴形状对射流结构具有显著的影响,渐扩的锥形出口及倾斜的出口端面有助于增强射流的集束性;宝石孔内的空化直接影响了射流的形成;空化加剧了宝石的磨损,随着宝石孔入口的磨损程度提高,水射流趋于发散.
关键词:
超高压水射流
,
流动特性
,
喷嘴形状
,
空化
王育立
,
何嘉松
高分子材料科学与工程
聚碳酸酯/热致液晶聚合物(TLCP)/玻璃纤维三元体系经过注塑成型,TLCP在加工过程中原位形成直径在1 μm以下的微纤结构.同时 ,由于TLCP具有剪切变稀的流变性能,使得三元体系的加工性能比聚碳酸酯/玻璃纤维二元体系有所改善,玻璃纤维的折断率降低,玻璃纤维在加工流动方向上的取向增加,从而得到既具有优异力学性能又有良好熔融加工性的聚碳酸酯原位混杂复合材料.
关键词:
热致液晶聚合物
,
玻璃纤维
,
原位混杂增强复合材料
康灿
,
张峰
,
杨敏官
,
王育立
工程热物理学报
在15 MPa射流压力条件下,对一中心体喷嘴进行自由水射流实验.用高速数码摄像技术捕捉喷嘴出口附近的瞬态流束界面波动特征;用相位多普勒粒子分析技术(PDPA)测量充分发展的射流场中的平均速度、均方根速度及液滴粒径分布.研究表明,中心体喷嘴射流流束的界面波动明显,远离喷嘴出口,流束界面波动频率降低,但波动幅值增大;射流轴心线附近的均方根速度较小,自射流轴心线向流束外缘,均方根速度出现明显的双峰分布;在距中心体喷嘴出口一定轴向距离的射流断面上,轴心线附近的液滴平均粒径小,沿径向向外出现液滴平均粒径峰值;大于此距离,液滴平均粒径分布与普通圆柱水射流的液滴平均粒径分布情况一致.
关键词:
中心体喷嘴
,
自由水射流
,
流束波动
,
PDPA
王育立
,
杨敏官
,
高波
工程热物理学报
自由射流的稳定性一直是材料加工、能源利用领域的重要基础问题,超高压射流对稳定性研究提出了新的要求.从湍流的角度阐述了超高压射流流动的特殊性及相关研究面临的挑战.运用相位多普勒(PDA)技术,设计实验对射流横截面的动力参数进行测量.围绕速度、速度脉动及液滴直径分析了射流内部存在的流动现象并针对实验潜在的局限性展开讨论.结果表明:流向速度沿径向呈1/7幂次分布,破碎段速度均匀但核心区存在逆向浓度梯度;雾化段具有明显的核心、剪切层结构,流动参数呈轴对称分布.PDA解析的液滴尺寸仅为全部尺度的0.1％.
关键词:
超高压液体射流
,
PDA
,
稳定性
,
湍流
