机械工程学报

作者：蔡腾飞, 潘岩, 马飞, 邱林宾, 徐平平

单位：北京科技大学机械工程学院 北京 100083

关键词：喷嘴,出口结构,风琴管射流,空化作用,空化噪声；

基金：国家自然科学基金（51774019）和国家“十二五”（DY125-14-T-03）资助项目。

风琴管射流的空化作用虽由其振荡特性诱发，但受制于其出口结构，出口结构对空化作用的影响一直被忽视。首先从射流空化作用机理出发，分析风琴管喷嘴出口边界层流动特性，揭示喷嘴出口结构与空化作用的内在联系。基于水声学原理，采用噪声信号分析法研究了相同空化数下出口结构参数对风琴管射流空化作用的影响，探究不同空化数下出口结构参数对射流空化作用的影响规律。试验结果表明，流道长度L1、扩口长度L2及扩口角度θ等喷嘴出口结构参数对射流空化作用效果均产生显著影响，L1仅对射流空化作用产生直接影响，L2仅对射流空化作用产生间接影响，而θ对射流空化作用产生双重影响；L1、L2及θ对射流空化作用的影响具有明显的规律性，均存在合理的取值范围，在该范围内射流空化作用效果较佳。风琴管射流的高频振荡特性只是自振射流发生空化作用的前提条件，而喷嘴的出口结构在一定程度上决定着自振射流的实际空化作用效果。

来源：2019年第18期

《机械工程学报》期刊编辑部

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