射流液膜的破碎过程是流体力学与雾化技术研究的关键环节,涉及液体燃料喷射、航空航天推进系统等核心工业领域。传统观测手段受限于时间分辨率,难以捕捉液膜表面波的瞬时演化及破碎细节。射流破碎过程中,液膜在表面张力、气动力与惯性力的相互作用下,经历从液膜形成、表面波震荡到液丝断裂、液滴生成的复杂过程,其动态特性对优化雾化效率具有重要意义。
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针对射流破碎过程的微秒级瞬态特性,华晨禾一超高速摄像机通过高帧率与微秒级时间分辨率,为液膜破碎机制研究提供了全新的观测窗口。该系统可清晰记录液膜表面波的对称与非对称波形演化、液丝断裂的时空轨迹,以及初次破碎与二次雾化的动态关联。例如,在液体燃料雾化实验中,摄像机成功捕捉到液膜边缘的脱落行为、穿孔现象及表面波扰动细节,揭示了不同破碎方式(边缘脱落、表面波动、液膜穿孔)的共存机制。
华晨禾一设备的核心优势在于其高动态成像与抗干扰能力。通过背照式传感器与自适应降噪算法,系统有效克服了强光反射、高速运动模糊等干扰因素,在液体射流实验的复杂光场环境中仍能获取清晰图像。此外,多光谱同步采集功能可分析液膜破碎过程中的光谱特征变化,为量化气液相互作用提供了多维数据支持。该技术已应用于低温液体燃料射流、撞击式喷嘴雾化等场景,助力科研人员厘清射流破碎长度与雷诺数、韦伯数的关联规律。
目前,基于华晨禾一超高速摄像机构建的“时序-形貌-光谱”三维数据库,正推动射流破碎模型的精细化发展。实验观测数据为修正数值模拟中的气液界面捕捉算法、空化模型热力学效应等提供了验证依据,促进了低温流体雾化理论的完善。在工业层面,该技术为优化液体火箭发动机喷嘴设计、提升燃料雾化效率及可靠性提供了关键技术支撑,有望在能源装备与航空航天领域形成持续助力。
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