Estudio experimental de la atomización y penetración de chorro líquido en flujos cruzados subsónicos
Autores: Wu, Minmin; Dai, Shiqun; Ye, Rui; Ou, Mingxiong; Wang, Guanqun; Hu, Chao; Fan, Xurui; Jia, Weidong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Estudio experimental de la atomización y penetración de chorro líquido en flujos cruzados subsónicosCategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
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Este estudio investiga experimentalmente los mecanismos de ruptura y características de atomización de chorros líquidos en flujos cruzados subsónicos y desarrolla un modelo de profundidad de penetración que incorpora el ángulo de incidencia. Los datos experimentales muestran que el modelo se ajusta bien, con un valor mínimo de R de 0.924 y un promedio de 0.969. Se utilizaron técnicas de imagen de alta velocidad para analizar sistemáticamente los efectos de los números de Weber de fase líquida y gaseosa y los ángulos de incidencia en la penetración y atomización de chorros líquidos. Los resultados experimentales indican lo siguiente: (1) A medida que aumenta el número de Weber líquido (), la profundidad de penetración aumenta, mientras que el número de Weber gaseoso () está inversamente relacionado con la profundidad de penetración. (2) Una disminución en el ángulo de incidencia (que varía de 45 grados a 90 grados) reduce significativamente el rendimiento de penetración. (3) A medida que aumenta, el diámetro medio volumétrico () de las gotas disminuye entre un 61.70% y un 83.09%, mientras que ángulos de incidencia más pequeños causan un aumento del 42.96% en el . El muestra una tendencia no lineal con respecto a , reflejando la compleja interacción entre las fuerzas inerciales y la tensión superficial. Estos hallazgos proporcionan una base teórica para comprender el comportamiento de atomización de chorros transversales y los parámetros clave que afectan a la penetración y formación de gotas. Los resultados son de importancia práctica para la optimización estructural y mejora del rendimiento de los pulverizadores asistidos por aire utilizados en sistemas de pulverización agrícola de precisión.
Descripción
Este estudio investiga experimentalmente los mecanismos de ruptura y características de atomización de chorros líquidos en flujos cruzados subsónicos y desarrolla un modelo de profundidad de penetración que incorpora el ángulo de incidencia. Los datos experimentales muestran que el modelo se ajusta bien, con un valor mínimo de R de 0.924 y un promedio de 0.969. Se utilizaron técnicas de imagen de alta velocidad para analizar sistemáticamente los efectos de los números de Weber de fase líquida y gaseosa y los ángulos de incidencia en la penetración y atomización de chorros líquidos. Los resultados experimentales indican lo siguiente: (1) A medida que aumenta el número de Weber líquido (), la profundidad de penetración aumenta, mientras que el número de Weber gaseoso () está inversamente relacionado con la profundidad de penetración. (2) Una disminución en el ángulo de incidencia (que varía de 45 grados a 90 grados) reduce significativamente el rendimiento de penetración. (3) A medida que aumenta, el diámetro medio volumétrico () de las gotas disminuye entre un 61.70% y un 83.09%, mientras que ángulos de incidencia más pequeños causan un aumento del 42.96% en el . El muestra una tendencia no lineal con respecto a , reflejando la compleja interacción entre las fuerzas inerciales y la tensión superficial. Estos hallazgos proporcionan una base teórica para comprender el comportamiento de atomización de chorros transversales y los parámetros clave que afectan a la penetración y formación de gotas. Los resultados son de importancia práctica para la optimización estructural y mejora del rendimiento de los pulverizadores asistidos por aire utilizados en sistemas de pulverización agrícola de precisión.