随着空化的出现,喷孔的有效流通面积减少,这必将导致喷孔流量系数的下降,因而,喷孔流量系数在宏观上很好地反映了锥形喷嘴内的空化程度。实验结果显示,在不发生空化(喷射压力很低)的流态下,
喷嘴的喷孔流量系数的变化主要依赖于雷诺数,即Cd=f(Re)。
实验结果显示,在空化条件下,喷孔流量系数的变化主要取决于空化数,且喷孔流量系数与空化数,CN=(Pinjection-Pv)/(Pinjection-Pback),的平方根成线性关系,即 Cd=Cc·CN0.5。一般认为空化数趋近于 1.0 时,空化程度最大,相应的喷孔流量系数也最小,喷孔流量系数与空化数的关系,可根据空化发生前后喷孔流量系数的变化规律来确定空化发生的临界条件。
喷嘴空化数值研究的概况在实际的柴油高压喷射过程中,喷嘴内流的雷诺数通常可达到 104至 107的范围,空化现象的出现致使这种内流场变得异常复杂。理论上讲,柴油喷嘴内部的空化流涉及到了湍流、质量传输、可压缩性和非定常等几乎所有的复杂流动现象,由于空化流动本身的复杂性以及锥形喷嘴内流场的几何尺寸相当小(量级通常在 100 μm 左右),目前的实验技术手段仍然很难从喷嘴内流中获取比较详实的流场参数。
总的来讲,现有的实验技术手段仍然很难从实际的高压柴油喷嘴内流(小尺度,高流速)中获取比较准确的量化数据,柴油锥形
喷嘴内流中的空化结构以及各种比尺效应均需要进行近一步的确认。还需要指出的一点是,现有的实验研究多在准稳态条件下考察柴油喷嘴内部的空化流,对实际喷射过程中的非稳定流动特性(如压力波动)的考虑和分析还很少。