Experimental investigations of the phase change impacts on flash boiling spray propagations and impingements
Experimental investigations of the phase change impacts on flash boiling spray propagations and impingements
复制标题
相变对闪蒸喷雾传播和冲击影响的实验研究
DOI：
10.1016/j.fuel.2021.122871
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发表时间：
2022-03
期刊：
影响因子：
7.4
通讯作者：
Min Xu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shuyi Qiu;Di Xiao;Xuan Zhang;Shangning Wang;Tongyang Wang;Xuesong Li;Min Xu
闪急沸腾雾化技术被认为是一种利用过热液体的微爆炸来提高喷雾破碎性能的潜在方法。但是闪急沸腾雾化的强蒸发特性还没有得到深入的研究和认识。例如闪急沸腾雾化对喷雾羽流内液体质量分数的影响以及对喷雾壁面膜形成的影响尚不清楚。因此，本工作的重点是闪急沸腾雾化的相变的影响，并测量闪急沸腾雾化过程中的液体组分的体积流量使用相位多普勒干涉。利用激光诱导激基复合物荧光技术测量了闪急沸腾喷雾的二维厚度和温度分布，从喷雾碰撞的角度进一步研究了闪急沸腾喷雾崩溃的后果。自由喷雾和具有相同设置（和不同温度）的撞击喷雾都被检查用于同情。研究结果表明，由于闪急沸腾雾化过程中的相变，羽流中的液体成分显著下降，因此不能仅用喷雾贯穿长度来评价喷雾的碰壁性能。这样的观察结果也保持即使喷雾崩溃发生使用多孔燃料喷射器。
Flash boiling atomization technique has been considered a potential method for spray breakup performance enhancement utilizing the micro-explosion of superheated liquid. But the strong evaporative features of flash boiling atomization are not thoroughly investigated and understood. For instance, the impact of flash boiling atomization on the liquid mass fraction inside the spray plume and the influence on the formation of spray impingement wall film are not clear. Therefore, this work focuses on the phase change impacts of flash boiling atomization and measures the volume flux of the liquid component during flash boiling atomization using phase Doppler interferometry. This work further investigates the consequence of flash boiling spray collapse in the aspect of spray impingement, with the two-dimensional thickness and temperature distribution measured by laser-induced exciplex fluorescence technique. Both free sprays and impinging sprays with the same settings (and different temperatures) are examined for compassion. This investigation verifies that due to the phase change of flash boiling atomization, the liquid component inside the plume drops significantly so that the wall impingement performance cannot be evaluated with spray penetration length only. Such observations also hold even spray collapse takes place using a multi-hole fuel injector.
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