横流作用下射流降膜变形与破碎过程研究

来源：核动力工程杂志2024年第6期北京时间：

作者：陈秋香, 胡鸿飞, 王海军, 杨旷, 许博

单位：西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室，西安，710049；

摘要：为探究横流作用下射流降膜变形与破碎过程，基于计算流体动力学（CFD）软件进行两相数值模拟。研究发现，降膜流动惯性和初始开尔文-亥姆霍兹（K-H）不稳定波的横向发展导致降膜在流动初期发生横向断裂，从而形成若干干涸处，降膜迎风侧相比背风侧更早出现干涸处。横流作用下的降膜主要存在两种破碎模式：液膜破碎和表面破碎，其中液膜破碎是指瑞利-泰勒（R-T）不稳定波主导下降膜发生的沿流向的断裂破碎，表面破碎则是指K-H不稳定波主导下降膜迎风侧液丝和液滴的剥离。液气动量比对横流作用下射流降膜的变形与破碎过程有重要影响，当液气动量比大于13.16时，降膜以表面破碎为主；随着液气动量比的减小，降膜的表面破碎和液膜破碎同时增强，降膜破碎显著增加。射流降膜的连续流动长度和展向宽度均随液气动量比的增大而增大，降膜的偏移距离随液气动量比的增大而减小。

关键词：射流降膜, 横流, 表面波, 变形与破碎, 液气动量比