[发明专利]一种平面液体层的雾化方法

权利要求书

1.一种平面液体层的雾化方法，适用于平面狭缝喷嘴和空气助力平面狭缝喷嘴，其特征在于，上述喷嘴采用横向谐振方式，其谐振频率的确定分两种情况：

情况一：对于平面狭缝喷嘴，平面液体层喷射进入静止空气环境中，其一级雾化的碎裂行为符合对称波形或非对称波形量纲一色散准则关系式

式中：

I＝2(1-k²ξ²)^3/2                         (4)

式(1)中 号中的“-”号表示喷射液体层气液交界面表面波为对称波形，“+”号表示喷射液体层气液交界面表面波为非对称波形，ξ为液体层碎裂点的扰动振幅；

式(2)-(4)中，k为波数，在液体层碎裂点，即为液体层碎裂的最不稳定频率；ξ₀为喷嘴出口处的初始扰动振幅，取ξ₀＝0.01；P为环境气体压力与喷射压力之比； 为液体韦伯数，其中： 为平面狭缝喷嘴的出口半厚度m， 为液体密度kg/m³， 为液体喷射流速m/s， 为液体表面张力N/m； 为液流雷诺数，其中： 为液体运动学粘度m²/s； 其中： 为声速m/s， 为环境气体运动学粘度m²/s； γ为环境气体的绝热指数，对于双原子气体取γ＝1.4； 为液体欧拉数，其中： 为液体层喷射压力；L_b为量纲一液体层碎裂长度；其它参数为：B_j＝(ikξ_j+1)exp(ik+ikξ_j)，C_j＝(ikξ_j-1)exp(-ik-ikξ_j)， 其中：                                                  对应液体参数，j＝g对应环境气体参数； 为液体层碎裂点表面波的液相扰动振幅； 为液体层碎裂点表面波的气相扰动振幅；式中带有上标“-”的参数为有量纲参数，没有上标的参数为量纲一参数，下同；

令平面液体层上下气液交界面处的量纲一扰动振幅ξ的绝对值相等，且等于1，求取的波数k即为平面狭缝喷嘴的横向谐振频率；

情况二：对于空气助力平面狭缝喷嘴，平面液体层喷射进入空气助力环境中，其一级雾化的碎裂行为符合任意波形量纲一色散准则关系式

式中：θ为液体层表面波上下气液交界面的相位角；

式(6)-(10)中，ξ₁为液体层表面波上气液交界面的扰动振幅，ξ₂为液体层表面波下气液交界面的扰动振幅； 为液体层一侧空气助力气流的马 赫数， 为液体层另一侧空气助力气流的马赫数； 为液体层一侧空气助力气流的流速m/s， 为液体层另一侧空气助力气流的流速m/s； 为液体层一侧空气助力气流的雷诺数， 为液体层另一侧空气助力气流的雷诺数； 为液体层一侧气液基流流速比， 为液体层另一侧气液基流流速比；U_d1＝1-U₁为液体层一侧气液基流流速差，U_d2＝1-U₂为液体层另一侧气液基流流速差；其它参数为：    ，   其中： 为液体层一侧碎裂点表面波的液相扰动振幅， 为液体层另一侧碎裂点表面波的液相扰动振幅； B_g＝(ikξ_g1+1)exp(ik+ikξ_g1)，C_g＝(ikξ_g1-1)exp(-ik-ikξ_g1)，D_g＝(ikξ_g2+1)exp(-ik+ikξ_g2，E_g＝（ikξ_g2-1)exp(ik-ikξ_g2)，其中： 为液体层一侧碎裂点表面波的气相扰动振幅， 为液体层另一侧碎裂点表面波的气相扰动振幅； 为液体层一侧碎裂点表面波的气相圆频率， 为液体层另一侧碎裂点表面波的气相圆频率；

令平面液体层上下气液交界面处的量纲一扰动振幅ξ₁与ξ₂的绝对值不相等，但绝对值的相加之和等于2，求取的波数k即为空气助力平面狭缝喷嘴的横向谐振频率。