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激波与液滴、液雾相互作用的实验和理论研究

王健  
【摘要】: 本文针对国家自然科学基金重点项目“粉尘和气云工业爆炸灾害新的防治方法及其原理的研究”的子课题—水雾抑爆机理,进行了激波与液滴、液雾相互作用的实验和理论研究。 在长5米,截面为60×60毫米的卧式激波管上,进行激波诱导气流与液滴相互作用的实验研究。采用YA—16高速照相机,详细研究了液滴在激波作用下变形、剥离、破碎、雾化的全过程,并讨论了液滴的破碎模式、激波强度和液滴直径对液滴破碎时间的影响。 在长5.4米,内径0.2米的立式激波管上,进行爆炸波在液雾中的传播规律的实验研究。系统研究了液雾对爆炸波的抑制作用,并讨论了液雾的浓度、雾粒直径、激波强度对抑爆效果的影响。 基于双流体模型,利用Euler-Lagrange组合方法,对爆炸波在液雾中的衰减过程进行了数值模拟。用TVD格式和MacCormack格式分别求解气相方程和颗粒相方程。计算结果揭示了:液雾对爆炸波有明显的抑制作用,并且液雾密度越大、雾粒直径越小,对爆炸波的抑制作用越好。计算结果与实验现象相吻合表明:本文采用的数值处理方法是可行的。


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