Superheated liquid carbon dioxide jets: setting up and phenomena
Superheated liquid carbon dioxide jets: setting up and phenomena
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过热液态二氧化碳射流：设置和现象
DOI：
10.1007/s00348-017-2463-2
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发表时间：
2018
影响因子：
2.4
通讯作者：
Weidner
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Engelmeier;Pollak;Peters;Weidner
我们提出了一种液体过热二氧化碳射流的实验研究。我们的主要目标是确定产生相干射流的设置要求，因为这些要求提高了对清洁和切割行业应用的期望。这项研究引导我们通过许多现象，这些现象被描述、分类和解释。实验是基于压缩（350mpa）和冷却的二氧化碳，二氧化碳通过一个圆柱形喷嘴膨胀到大气中。喷嘴通过一个锋利的边缘入口引起液压翻转，导致分离和收缩。利用高速摄像机对射流的结构和相状态进行监测。我们观察到的是远离平衡的连贯的液体射流，这需要固体或气体状态。因此，这些射流是过热的。二氧化碳射流，像水射流一样，低于一定的喷嘴直径会受到流体动力不稳定性的影响，导致破裂。在一定直径以上会出现闪光射流破裂，这与成核有关。
We present an experimental investigation on liquid, superheated carbon dioxide jets. Our main goal is to identify the setting up requirements for generating coherent jets because these raise expectations on applications in the cleaning and cutting industry. The study leads us through a number of phenomena, which are described, categorized and explained. The experiments are based on compressed (350 MPa) and cooled carbon dioxide, which expands through a cylindrical nozzle into the atmosphere. The nozzle provokes hydraulic flip by a sharp-edge inlet leading to separation and constriction. Upstream-temperature and pressure are varied and the jet’s structure and phase state are monitored by a high-speed camera. We observe coherent, liquid jets far from equilibrium, which demands the solid or gaseous state. Therefore, these jets are superheated. Carbon dioxide jets, like water jets, below certain nozzle diameters are subject to fluid dynamic instabilities resulting in breakup. Above certain diameters flashing jet breakup appears, which is associated with nucleation.
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