环状流射流与横流掺混在民用及国防等领域具有重要应用前景。本项目采用机理实验、理论分析与数值模拟相结合的方法对横向剪切气流中气液两相环状流射流液膜的破苏与雾化过程开展了系统研究。首先针对环形管及复杂通道内气液两相环状流区影响液膜流动的液滴沉积与夹带过程建立了数理模型。其次对无横流条件下自由环状流射流液膜的破碎雾化特性开展了研究，发现了在中心气流作用下环状流射流液膜的破碎具有周期性和不稳定性；获得了射流液膜周期性破碎系统规律；查清了射流液膜存在爆式破碎、分段花瓣式破碎与环膜袋式破碎三种破碎形态并阐明了其破碎机制；给出了三种破碎形态无量纲判定准则和射流液膜的临界破碎高度计算关联式；采用数值模拟揭示了自由环状流射流液膜分段式破碎机理。在此基础上，对横向剪切气流作用下环状流射流液膜的破碎与雾化过程开展了研究，查清了横流作用下环状流射流液膜的宏观破碎特性和微观破碎机制并获得了参数影响系统规律；给出了横流影响下环状流射流贯穿轨迹关联式；提出了横流影响下环状流射流液膜破碎形态判定准则及破碎高度计算关联式；采用光学信息提取的方法对环状流射流雾化液滴粒径进行了分析，获得了不同工况下雾化液滴粒径分布及其影响规律。本项目拓宽了液体射流掺混研究领域，为相关行业实现气液两相环状流射流与横流的高效掺混组织提供了理论基础，具有重要的理论意义和应用价值。 2100433B