連續液相碎化過程數值模擬研究

＊蘭治科 李勇 蘇光輝 昝元鋒

（1.中國核動力研究設計院 四川 610041 2.西安交通大學核科學與技術學院 陜西 710049）

液體霧化過程包含了能量和質量轉化、連續液體顆粒化等物理過程，在現代社會被廣泛應用各個領域，如農業噴霧、噴涂、發動機、航空航天、核能等。根據用途不同，對霧化性能的要求也不盡相同。因此獲得特定噴霧頭的相關性能參數顯得尤為重要，特別是霧化后的液滴粒徑、流量密度分布和霧化錐角。

由于噴霧機理的復雜性，到目前為止還沒有能夠完整、準確描述噴霧頭性能的好方法。目前的研究方法主要有三種，分別為實驗研究、理論計算和計算流體力學（CFD）模擬。其中理論計算主要是建立在半經驗公式的基礎上，而關于實驗研究，高昂的實驗成本以及測量精度，仍是主要的制約因素。特別是應用于某些特殊領域的大型噴霧頭，如穩壓器、安全殼中的噴霧設備，其共同特點是：噴霧頭尺寸和噴霧流量大，液滴粒徑分布范圍較廣，普通粒徑測量儀器不適用于該類型噴霧頭測量。此外，對于噴霧頭內部流場以及出口處液膜破碎過程等微觀現象研究，目前尚未找到適合的實驗方法。

隨著計算機性能提高，CFD被廣泛應用于霧化性能各項參數研究。采用數值模擬方法研究霧化現象有助于更加深入認識霧化機理和指導相關實驗，同時可以彌補噴霧實驗不足，提供噴霧實驗無法得到的流場分析結果。

然而，對于液體霧化數值模擬，CFD技術仍然面臨著較大挑戰。……