蒸汽射流直接接触凝结的界面及声压特性

摘要

蒸汽射流在液体中的直接接触凝结引发的剧烈界面振荡及声压振荡，可能导致工业管道系统振动甚至失效，采用高速摄像机与高频水听器，捕捉了射流的界面演化行为及其诱导的声压。研究了3种典型凝结流型下射流界面的径向、轴向振荡与声压振荡特性，并阐明声压振荡产生机理。研究发现：声压波动的概率密度函数在间歇流型下呈左偏单峰分布，在界面振荡流型下呈双峰分布，而在稳定流型下呈对称单峰分布；随蒸汽质量流速升高，无量纲径向、轴向界面振荡强度及声压振荡强度整体呈下降趋势，表现出极强的相关性。建立了基于声压参数的射流喷射长度预测模型，预测值与实验值的误差在±1%内。概率密度及相关性分析结果表明，蒸汽射流凝结的声压振荡是由其界面振荡引起的。

关键词

蒸汽射流 / 直接接触凝结 / 界面振荡 / 射流喷射长度

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52076175)