剪切液膜线性化稳定方程.pdf

第 34卷第 1期 华 北 电 力 大 学 学 报 V01．34．No．1 2007年 1月 JournalofNorthChinaElectricPowerUniversity Jan．，2007 剪切液膜线性化稳定方程 张 营，叶学民，王松岭，李春曦，张泰岩 (华北电力大学 能源与动力工程学院，河北 保定071003) 摘要：以边界层理论为基础，基于完整的边界条件，建立了切应力作用下沿倾斜壁面下降的液膜表面波的 边界层模型，推导了边界层模型的Orr-Sommerfeld方程。利用摄动方法获得了扰动波的行波和扰动量的理 论表达式，模型包括切应力、雷诺数、波数、表面张力、倾角等参数对液膜稳定性的影响，为进一步从理 论上分析切应力作用下液膜表面波流动的稳定性特征奠定了基础。 关键词：液膜；流动稳定性；气流剪切力；临界切应力 中图分类号：0352 文献标识码：A 文章编号：1007-2691(2007)01-0055-04 Linearstabilityequationofshearedliquidfilms ZHANGYing，YEXue-min，V NGSong-ling，LIChun-xi，ZHANGTai-yan (SchoolofEnergyandPowerEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversiyt,Bao,ting071003，China) Abstract：TheOrr-Sommerfeldequationis‘establishedtodescribetheflowstabimyofsurfacewave8ontheliquid filmsundershearsUes$basedonboundmylay~thooryandcomptctcboundaryconditions． dishlr乇曙nce珊曛h0d usedtocalculatetheprocessingwaveandthedisturbancewave．Theeffectso·fshear Reynoldsnumber, wavellumbef,surfacetension,inclinationangleand越qIlidpropertyareconsideredinthismodeL ey咖橛 liquidfilm；flowstability；hsearm ；~ shearstress 一 誊 作用下的沿倾斜壁面流动液膜的弱非线性长波的双 引 言 波方程，研究了在同向和反向气流作用下的液膜的 线性稳定性；文献 [5】在倾斜表面上，在考虑薄 切应力作用下的薄液膜流动在工业中有着广泛 膜表面上的相变和切应力的条件下，利用求解Orr— 的应用，并有着广泛的应用前景，比如第二代核电 Sommerfeld方程研究薄膜流动表面波的形成；文 站的冷却系统，新一代燃气轮机叶片的液膜冷却和 献 [6-101研究了相变引起的切应力，从理论上推 重力热管等。当下降液膜表面存在同向或反向气流 导了在蒸发、等温和冷凝状态下普遍适用的液膜二 时，在气液界面处会形成气流摩擦切应力。切应力 维