赵若霖 吴晋湘 段润泽 刘联胜 田亮 姚子玉 段红宾

摘要 射流过程中常有伴随液滴的产生，伴随液滴不仅浪费资源，而且对生产系统及环境都会造成一定的危害，尤其是制药系统，所以有必要对射流过程中伴随液滴的形成过程及消除方式进行研究。本文利用高速摄像对射流破碎过程中主液滴和伴随液滴的运动进行研究，针对纵向扰动对射流过程中伴随液滴的影响进行实验研究。研究发现了滴针孔径、甘油质量分数和液面高度对主液滴大小和伴随液滴产生周期的影响，还研究了纵向扰动对射流过程中伴随液滴与主液滴融合的影响，最终发现了在4种伴随液滴的运动情况。

关 键 词 射流过程;射流破碎;主液滴;伴随液滴;纵向扰动

中图分类号 O358     文献标志码 A

Abstract Satellite droplets are always produced in the process of liquid jet. Since satellite droplets not only wastes resources， but also cause certain harm to the production system and environment， especially the pharmaceutical system， it is necessary to study the formation process and elimination mode of satellite droplet in the process of liquid jet. In this paper， the motion of main droplet and satellite droplet in the process of jet breaking is studied by using high-speed camera technology， and the influence of longitudinal disturbance on the satellite droplet in the process of jet breaking is studied. The effects of needle aperture， glycerin mass fraction and liquid level on main droplet size and satellite droplet generation period are studied. This paper studies the influence of longitudinal disturbance on the fusion of the satellite droplet and the main droplet in the process of liquid jet， and finally finds four kinds of satellite droplet motions.

Key words jet process; breakup mechanism of the liquid jet; the main droplet; the satellite droplet; longitudinal disturbance

0 引言

射流是一種在自然界中随处可见的现象，其广泛应用于工农业及医药生产过程中。所谓射流，可以描述为流体依靠机械能从孔口、管口、狭缝射出并与周围流体掺混在一起的一股流体流动。最早在1833年，Savart[1]就已经研究了射流破碎过程中液滴的产生，其观察发现不管液体的运动方向和物性参数如何，由于射流周围干扰变大，射流最终都会发生断裂破碎为小液滴。

Vassallo和Ashgriz[2]通过使用高速摄影来观察射流断裂实验，总结了射流断裂的4种现象： 1）射流断裂长度不稳定，形成大小不规则的液滴; 2）射流断裂长度很短，不形成伴随液滴; 3）射流断裂长度中等，形成规律性的伴随液滴; 4）较长的断裂长度，周期性地形成液滴，伴随液滴时有时无。……