Вторичные фрагменты при микро-взрывном распаде двухжидкостных капель

В диссертации определены характеристики вторичных фрагментов при микро-взрывном распаде двухжидкостных капель по результатам экспериментальных и теоретических исследований с применением высокоскоростной видеорегистрации, бесконтактных оптических методов, коммерческих и собственных программных кодов. Установлены типичные распределения образующихся вторичных фрагментов по размерам и количеству, как функции, иллюстрирующих влияние группы параметров и факторов: температуры, теплового потока и схемы нагрева; типа и концентрации горючего компонента; начального размера капли. Средние размеры вторичных фрагментов варьировались в широком диапазоне 50–150 мкм, минимальные достигали 5 мкм, максимальные – 300 мкм. Проведенные эксперименты позволили идентифицировать компонентный состав вторичных фрагментов, определить размеры воды и горючей жидкости в составе вторичных фрагментов, формирующихся при микро-взрывном распаде двухжидкостных капель. Экспериментально установлено, что при варьировании вязкости и поверхностного натяжения можно добиться существенной интенсификации микро-взрывного распада и увеличения площади поверхности испарения в 6–7 раз. За счет варьирования расстояния между последующими каплями можно управлять размерами вторичных фрагментов от каждой из капель. В частности, установлено, что при расположении исходных капель на расстоянии более 8–10 радиусов относительно друг друга размеры вторичных фрагментов от каждой из капель практически не отличаются. Разработана математическая модель микро-взрывного распада двухжидкостной капли, позволяющая прогнозировать средний размер вторичных фрагментов с использованием критерия максимального избыточного давления в паровой прослойке, соответствующего давлению насыщенного пара при температуре перегрева. Создана информационная база данных для развития современных моделей распада двухжидкостных капель. Сформулированы рекомендации по оптимизации технологий впрыска перспективных жидких топлив в камеры сгорания двигателей и энергетических установок. Полученные результаты могут быть использованы для развития технологий зажигания жидких и суспензионных топлив, а также термической и огневой очистки жидкостей.