一種自激振蕩射流發(fā)生裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種自激振蕩射流發(fā)生裝置，利用柯安達效應(yīng)及流體邏輯反饋，使流體產(chǎn)生周期性振蕩并經(jīng)噴口噴出，產(chǎn)生自激振蕩的射流。此裝置主要應(yīng)用在液體振蕩霧化及強化換熱領(lǐng)域，也可應(yīng)用在流動控制、清洗、切割、破碎工具等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]振蕩射流在液體霧化、強化換熱、清洗、切割等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。當射流從噴口噴出時，自激振蕩會加速射流失穩(wěn)，從而促進射流的破碎及霧化。對于強化換熱，振蕩射流會破壞邊界層，提高對流換熱系數(shù)，使換熱加強。在射流切割和清洗領(lǐng)域，振蕩的射流會提高沖擊效果。以往使射流產(chǎn)生振蕩的方法都是外加可往復(fù)運動的機構(gòu)對射流進行強迫擾動，而往復(fù)運動機構(gòu)往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜，會增加很多額外的重量和維護成本。
[0003]因此本實用新型利用流體接近凸出的固體表面時會改變其運動方向的性質(zhì)一一即柯安達效應(yīng)，以及流體反饋回路，實現(xiàn)射流的自激振蕩。本實用新型的裝置體積小，結(jié)構(gòu)簡單，產(chǎn)生的自激振蕩明顯，振幅大。自激振蕩的頻率可通過改變反饋回路的長度進行調(diào)
-K-T。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型涉及一種自激振蕩射流發(fā)生裝置。圖1a-C為本實用新型的原理圖。結(jié)合圖la-c對本實用新型原理的說明如下:流體從入口段流入裝置內(nèi)部，進入振蕩腔后形成一股射流。這股射流具有雙穩(wěn)態(tài)一一即在柯安達效應(yīng)的作用下，射流具有偏轉(zhuǎn)向振蕩腔上、下任一表面的可能性，而且偏轉(zhuǎn)向上表面和下表面的概率是相等的。假設(shè)射流偏轉(zhuǎn)向振蕩腔的上表面(如圖La)，則在振蕩腔靠近出口位置會有一小部分射流沿著靠近上表面的反饋回路流到振蕩腔入口位置(如圖1.b)。沿反饋回路流到振蕩腔入口位置的小股射流與主射流相互作用，使得主射流偏離振蕩腔上表面，轉(zhuǎn)而偏轉(zhuǎn)向振蕩腔下表面(如圖1.c)。在靠近振蕩腔出口位置，一小部分射流沿著靠近下表面的反饋回路流到振蕩腔入口位置，使得主射流又偏轉(zhuǎn)向振蕩腔上表面。該過程周而復(fù)始，從而在振蕩腔內(nèi)引起周期壓力振蕩。當主射流從噴口噴出時，形成自激振蕩的射流。
[0005]本實用新型一種自激振蕩射流發(fā)生裝置:具體包括入口段，振蕩腔，反饋回路和噴口。它們之間的位置連接關(guān)系是:入口段位于該裝置左端，振蕩腔位于該裝置中間，噴口位于該裝置右端；三者之間彼此順序連接，即入口段連接振蕩腔，振蕩腔連接噴口，在振蕩腔出口附近有若干條反饋回路連接到振蕩腔入口處。
[0006]其中，振蕩腔出口處有向腔內(nèi)凸出的部分，使射流在柯安達效應(yīng)的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
[0007]其中，噴口處可設(shè)置一楔形物體，形成雙股自激振蕩間歇射流。
[0008]其中，流動工質(zhì)既可為液體，也可為氣體。
[0009]優(yōu)點及功效:本實用新型一種自激振蕩射流發(fā)生裝置的優(yōu)點是:無需額外的往復(fù)運動機構(gòu)，只依靠裝置內(nèi)流體通道的布置，即可產(chǎn)生自激振蕩的單股或多股射流，且振蕩幅度大，振蕩頻率可通過調(diào)整流體通道的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行調(diào)節(jié)。
【附圖說明】
:
[0010]圖1a:主射流進入振蕩腔后偏轉(zhuǎn)向上表面的過程。
[0011]圖1b:小股射流沿反饋回路流至振蕩腔入口的過程。
[0012]圖1c:因小股射流的作用，主射流向下表面偏轉(zhuǎn)的過程。
[0013]圖2:自激振蕩射流發(fā)生裝置。
[0014]圖3:自激振蕩雙股間歇射流發(fā)生裝置。
[0015]圖中標號說明如下:
[0016]入口段I ;振蕩腔2 ;反饋回路3 ;反饋回路4 ;噴口 5 ;楔形物6 ;振蕩腔入口 21 ;振蕩腔出口 22 ;振蕩腔上表面23 ;振蕩腔下表面24。
【具體實施方式】
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[0017]圖la-c為本實用新型的原理圖。
[0018]實施例一:
[0019]一種自激振蕩射流發(fā)生裝置實施例如圖2所示，主要由入口段1、振蕩腔2、反饋回路3、反饋回路4和噴口 5組成。流動工質(zhì)為液體。入口段I為收縮狀，可以對液體加速。入口段I的末端與振蕩腔2的入口 21相連。振蕩腔為一長方體方腔，具有上表面23和下表面24。振蕩腔出口 22與噴口 5相連。在振蕩腔出口 22與振蕩腔入口 21之間布置上下兩條反饋回路3和4。
[0020]該裝置工作時，待霧化液體流入后經(jīng)入口段I加速，形成主射流從振蕩腔入口 21噴入振蕩腔2。根據(jù)柯安達效應(yīng)，射流有離開本來的流動方向，改為隨著凸出的物體表面流動的傾向。因此射流在振蕩腔2內(nèi)流動時，具有偏轉(zhuǎn)向振蕩腔2的上、下表面的傾向，而且偏轉(zhuǎn)向上表面23和下表面24的概率是相等的，即射流具有雙穩(wěn)性。假設(shè)射流在隨機因素的作用下向上表面23偏轉(zhuǎn)，在流到振蕩腔出口 22時，一小部分液體從反饋回路3流向振蕩腔入口 21。這小部分液體在振蕩腔入口 21處與主射流發(fā)生相互作用，使得主射流偏轉(zhuǎn)向下表面24。射流沿著下表面24流到振蕩腔出口 22時，又有一小部分液體從反饋回路4流向振蕩腔入口 21，在此與主射流發(fā)生作用，使得主射流再次偏轉(zhuǎn)向上表面23，此過程得以循環(huán)進行，從而產(chǎn)生自激振蕩。主射流從噴口 5噴出，從而產(chǎn)生自激振蕩射流。由于自激振蕩的射流非常不穩(wěn)定，使液體霧化效果得到改善。
[0021]實施例二:
[0022]一種自激振蕩雙股間歇射流發(fā)生裝置的實施例如圖3所示，實施例二與實施例一的主要區(qū)別是:噴口 5處設(shè)置一楔形物體6。該裝置工作時，流體流入后經(jīng)入口段I加速，形成主射流從振蕩腔入口 21噴入振蕩腔2。假設(shè)射流在隨機因素的作用下向上表面23偏轉(zhuǎn)，在流到振蕩腔出口 22時，主射流從楔形物體6上方噴出，形成相位為0°的主射流。同時，一小部分液體從反饋回路3流向振蕩腔入口 21。這一小部分液體在振蕩腔入口 21處與主射流發(fā)生相互作用，使得主射流偏轉(zhuǎn)向下表面24。射流沿著下表面24流到振蕩腔出口 22時，主射流從楔形物體6下方噴出，形成與前一股從楔形物體6上方噴出的主射流相位相差180°的第二股主射流。同時，又有一小部分液體從反饋回路4流向振蕩腔入口 21，在此與主射流發(fā)生作用，使得主射流再次偏轉(zhuǎn)向上表面23，此過程得以循環(huán)進行，從而產(chǎn)生在楔形物體6上、下方間歇噴射的兩股射流。
【主權(quán)項】
1.一種自激振蕩射流發(fā)生裝置，其特征在于:它包括入口段，振蕩腔，反饋回路和噴口 ；入口段位于該裝置左端，振蕩腔位于該裝置中間，噴口位于該裝置右端；三者之間彼此順序連接，即入口段連接振蕩腔，振蕩腔連接噴口，在振蕩腔出口附近有復(fù)數(shù)條反饋回路連接到振蕩腔入口處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自激振蕩射流發(fā)生裝置，其特征在于:振蕩腔出口處有向腔內(nèi)凸出的部分，使射流在柯安達效應(yīng)的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自激振蕩射流發(fā)生裝置，其特征在于:噴口處設(shè)置一楔形物體，形成雙股自激振蕩間歇射流。
【專利摘要】本實用新型一種自激振蕩射流發(fā)生裝置，它包括入口段，振蕩腔，反饋回路和噴口；入口段位于該裝置左端，振蕩腔位于該裝置中間，噴口位于該裝置右端，三者之間彼此順序連接；即入口段連接振蕩腔，振蕩腔連接噴口，在振蕩腔出口附近有復(fù)數(shù)條反饋回路連接到振蕩腔入口處。該裝置對液體及氣體工質(zhì)均可產(chǎn)生自激振蕩射流，而且不需要任何可動部件，使用方便，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，用于液體霧化、強化換熱、流動控制、清洗、切割、破碎工具等領(lǐng)域。
【IPC分類】B05B1-34, B05B1-26
【公開號】CN204396216
【申請?zhí)枴緾N201420818875
【發(fā)明人】富慶飛, 崔坤達, 杜明龍, 段潤澤, 楊立軍
【申請人】北京航空航天大學
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年12月19日