风琴管喷嘴内表面粗糙度对高压射流特性的影响试验研究

来源：机械工程学报杂志2015年第17期北京时间：

作者：李登, 李晓红, 康勇, 王晓川, 龙新平, 巫世晶

单位：1.武汉大学动力与机械学院;；2.武汉大学水射流理论与新技术湖北省重点实验室

摘要：风琴管自振空化喷嘴因兼具空化射流与脉冲射流的优点而被广泛使用。为探究大雷诺数下风琴管喷嘴内表面粗糙度对高压射流特性的影响，从而提高喷嘴作业效率。在理论分析紊流特性与表面粗糙度关系的基础上，通过试验探究了风琴管喷嘴内表面粗糙度对射流轴心压力脉动与扩散角的影响规律。试验结果表明，入口压力越大，粗糙度对射流的扩散角、轴心压力脉动峰值、压力脉动幅度的影响程度越大；对某一入口压力，存在一对应起始粗糙度值使得扩散角快速增大，轴心压力脉动峰值与压力脉动幅值急剧衰减；且入口压力一定时，存在一临界粗糙度值，粗糙度小于此值时，轴心压力脉动峰值与压力脉动幅值随靶距增大而先增大后减小；粗糙度大于此值时，轴心压力脉动峰值与压力脉动幅值随靶距增大而减小。根据试验数据，运用能量守恒定理，建立了射流轴心压力脉动峰值随表面粗糙度、入口压力、靶距变化关系的初步数学模型。

关键词：粗糙度,风琴管喷嘴,扩散角,压力脉动；

基金资助：国家重点基础研究发展计划(973计划，2014CB239203)、教育部新世纪优秀人才支持计划[NCET-12-0424]、湖北省杰出青年基金[2012FFA020]和教育部留学回国基金[教外司留[2012]940号]资助项目