Procesos de ruptura de chorros líquidos en flujos transónicos

Los procesos de ruptura de chorros líquidos inyectados en flujos de aire subsonico fueron estudiados experimentalmente. Se variaron los líquidos de prueba, los diámetros de los inyectores y los números de Mach del aire para proporcionar una amplia gama de condiciones de operación del chorro. Los resultados indican que para condiciones de mayor velocidad de inyección, los chorros líquidos penetran relativamente lejos en los flujos y exhiben procesos de ruptura superficial antes de que la columna se rompa. Las trayectorias de la columna líquida se correlacionaron mediante relaciones de flujo de momento líquido/aire basadas en un análisis de fuerza de un elemento líquido cilíndrico sometido a una fuerza de arrastre aerodinámico. Se inferieron coeficientes de arrastre a partir de las trayectorias de la columna y se encontró que exhiben una débil dependencia de la viscosidad del líquido. Las alturas de los puntos de fractura de la columna se correlacionaron utilizando el tiempo requerido para que una gota análoga complete un proceso de ruptura secundaria aerodinámica. El éxito de la correlación resultante justifica la suposición de que las fuerzas aerodinámicas que actúan sobre una gota y las que actúan sobre una columna líquida tienen efectos similares. Este resultado, combinado con la correlación de trayectorias, lleva a la conclusión de que la columna líquida siempre se rompe en la misma ubicación a lo largo del flujo, en concordancia con la observación experimental presente.