小管径垂直管水下排气完全携带点实验及分析

船用柴油机采用水下排气方式具有降低排气噪声、改善舱外空气质量等优点,在大型豪华游轮等特殊船舶中具有广泛应用前景。为防止海水由排气管倒灌入柴油机造成事故,需弄清水下排气管内水倒流发生的条件。对大管径垂直管防止水倒灌临界条件即完全携带点的已有认识较为统一,而对小管径垂直管仍未有清晰的认识。在管径25~100 mm范围对垂直管的完全携带点进行了实验,探究了小管径垂直管的完全携带点预报方法。实验结果表明在小管径范围,垂直管完全携带点对应的临界表观气速随管径增大而升高,但气相Wallis数随管径增大而减小,说明Wallis数过度关联了管径对临界表观气速的影响。基于气相Kutateladze数和无量纲气相黏性,对小管径垂直管提出了新的完全携带点预报模型和相应实验关联式。