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<不同背压和油温下二氯丙烷喷雾的形态>
  

    图5展示了不同背压和油温下二氯丙烷喷雾的形态。在30℃,101kPa下,二氯丙烷喷雾发生了明显的坍塌,从不同喷孔喷出的五束油束融合为一个油束。通常认为,二氯丙烷喷雾内外的压差是造成二氯丙烷喷雾坍塌的原因。对于二氯丙烷喷雾内部低压区的形成,目前主要存在两种观点。第一种观点认为射流运动在各油束内部产生低压,而二氯丙烷喷雾内部被五束束包围的区域受周边油束的影响压力降低。同时,由于五束油束的隔离效应限制了二氯丙烷喷雾内部与外部的气流交换,导致二氯丙烷喷雾内部的低压难以补偿,因此形成了稳定的低压区。这种观点称为射流诱导坍塌。第二种观点认为,由于喷嘴出口处压力骤降,喷孔内部形成的气泡炸裂,蒸汽迅速膨胀做功,导致温度显著降低。此前的实验结果表明,在某些条件下,二氯丙烷喷雾内部的温度可以低于当地饱和温度30℃左右。此时,二氯丙烷喷雾中存在大量过饱和蒸汽,这些过饱和汽以液滴为核心发生冷凝,导致二氯丙烷喷雾内部压力降低,进而形成低压区。这种观点称为冷凝诱导坍塌。在非闪沸条件下发生的二氯丙烷喷雾坍塌主要为射流诱导坍塌,而在闪沸条件下发生的二氯丙烷喷雾坍塌则主要为冷凝诱导坍塌。这是由于发生闪沸时,射流运动引起的低压将被快速生成的大量蒸气迅速补充,导致低压区无法形成。这一观点在图5中得到了证实。可以看到,在背压为1100kPa,油温为30℃时,燃料处于非闪沸状态,此时二氯丙烷喷雾发生了明显的坍塌。随着油温增至50℃,燃料进入闪沸状态,二氯丙烷喷雾的坍塌明显减弱。这说明闪沸过程中产生的大量蒸汽抑制了射流诱导低压区的形成。

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