红外激光加热下球形液滴蒸发特性研究

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液滴蒸发作为液体燃料燃烧、喷雾冷却等过程的基本原理有着重要研究意义，目前液滴蒸发领域中对方向强辐射下液滴蒸发的研究存在不足。本文通过实验研究和数值模拟相结合的方式，对红外激光加热这种单向强辐射下的液滴蒸发问题进行分析研究。
　　设计了红外激光加热下液滴蒸发实验系统，使用石英丝对液滴进行悬挂，通过显微摄像头和红外热像仪对液滴蒸发过程进行监测，并通过图像分析软件进行数据处理，完整地记录了液滴蒸发过程的尺寸变化及温度变化情况。实验研究了激光波长、激光功率以及液滴初始直径对液滴蒸发特性的影响。
　　基于蒙特卡洛法计算分析了不同尺寸球形液滴对于不同波长、不同分布模式激光的液滴整体吸收率及内部吸收分布特性。并分析等温液滴表观发射率，解释了液滴红外测温中的边缘效应，给出红外测温结果的数据处理方法。
　　分别建立了液滴零维无限热导率蒸发模型和三维导热限制蒸发模型，在之前辐射吸收研究的基础上对激光加热下的液滴蒸发进行计算模拟，研究了液滴蒸发过程中直径变化及温度变化，并将计算结果同实验数据进行对比分析。研究发现采用均匀辐射的零维模型在一定程度上可以较好地估计液滴蒸发特性，三维导热限制蒸发模型在透过性明显的辐射下同实验结果符合较好，而在吸收性较强导致液滴内部温度不均匀性较大时不适用。

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作者
贾卓杭;
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作者单位

哈尔滨工业大学;

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授予单位哈尔滨工业大学;
学科工程热物理
授予学位硕士
导师姓名孙创,夏新林;
年度 2016
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类凝聚状态与相变;
关键词
液滴蒸发; 激光加热; 直径变化; 温度变化;

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