幂律流体双股碰撞雾化特征的实验研究

为深入研究双股射流碰撞系统的雾化特性,基于双股射流碰撞雾化实验台,采用PIV测速仪,通过改变双股射流的射流不对称性、添加氮气气流扰动以及添加金属铝粒子,来实验探究上述因素对于幂律流体雾化的影响.实验结果表明:韦伯数较小时,幂律流体以一定偏心度碰撞会形成链状液膜,链结长度随偏心度增大而减小;当双股射流以不同长度撞击时,幂律流体会出现鱼骨模式,该现象在0.15%卡波姆凝胶中较为明显;添加气流扰动能增大幂律流体液膜表面波的强度,导致液膜宽度变薄、液膜边缘提前破裂,并且当韦伯数较小时,液滴索太尔平均直径减小;添加金属粒子使幂律流体强度变低,最大破碎长度变小,提前进入各个破碎模式,更早达到液滴平均直径收敛值.采用一定的偏心度,适当加入气流扰动和金属粒子,有助于改善幂律流体雾化性能.     

空间模式下柱状射流雾化特性研究

应用线性不稳定理论对柱状射流雾化过程中液滴破碎机理进行了理论分析,利用简正模态法和贝塞尔函数的性质推导出了射流破碎色散关系,并分析了韦伯数和角向模数对柱状射流的影响.采用空间模式对射流破碎进行分析,得到了破碎过程中的射流雾化平均粒径计算式.利用液柱喷嘴组合试验台进行了不同喷嘴组合下柱状射流雾化粒径验证实验,实验结果与线性不稳定模型的计算结果基本吻合.     

旋芯喷嘴喷胶雾化特性的实验研究

随着机器人应用的增加,自动上胶技术已经成为制鞋工业中关键的问题之一,有必要对喷枪的喷胶性能进行研究.以黏胶剂为工作介质,对旋芯喷嘴的雾化特性进行了研究.利用马尔文Spraytec激光粒度测试仪获取不同工作情况下的雾化粒子直径分布,利用高速摄像和图像处理技术得到雾化角,从而获得喷枪在喷胶时的最佳雾化状态,以便有效地应用于鞋子自动喷胶技术中.     

基于LES-VOF模型的燃油射流雾化过程模拟

基于大涡模拟湍流模型和流体体积法对燃油在喷孔内部的流动和近嘴区域的射流雾化过程进行了数值模拟,运用大涡模拟方法求解气液相的湍流流场,运用流体体积法追踪气液两相流体的界面。模拟结果展现了喷雾初始阶段油束尖梢形成的＂蘑菇头＂形态及其破碎机理,验证了K-H不稳定波的增长是导致射流雾化的原因。深入分析还发现射流表面初始扰动源是液体内部湍流扰动和喷孔出口处边界层松弛共同作用的结果。     

不对等射流空中碰撞扩散消能研究

本文在总结挑流碰撞消能已有研究成果的基础上,提出射流空中碰撞消能的主要作用在于分散水流,用小股射流碰撞大股主射流,可以使主射流充分分散,达到消能目的。通过模型试验,分析了不对等射流的水力特性,研究了满足消能需要的最小流量比,从而提出了不对等射流空中碰撞消能的新思路,并为创造这一新的消能方式打下了初步基础。     

表中孔水舌空中碰撞消能试验研究

通过模型试验，研究了碰撞角和流量比与碰撞消能效果的关系，提出射流碰撞的主要作用在于分散水流，在确定流量比是不必拘泥于流量比等于1的传统思路，采用小股射流碰撞大股主射流，同样能起到分散水流的作用，改善下泄水流进入水垫塘时的入流条件，从而提高碰撞消能效果，试验表明，在碰撞角较大时，中表孔流量经达到0．2时即可使水舌充分散裂。     

间接蒸发冷却用气水雾化喷嘴特性实验研究

为了提高间接蒸发冷却器换热效率,提出了将气-水雾化喷嘴应用于间接蒸发冷却器改进换热器表面水膜的均匀性,实验研究了扇形两相(气-水)喷嘴在不同空气压力和水压下的特性,测出了不同压力时喷嘴雾化角和气水质量流量值,得出了其变化规律,确定出了最佳的喷雾气水压力比和雾化角等参数.     

脉冲喷嘴碰撞壁形状对射流特性影响的实验研究

本文根据现场使用的脉冲喷嘴碰撞壁形状的变化规律,将其划分为七种典型的形状,测试并分析了碰撞壁形状变化对脉冲射流特性的影响规律;同时还将普通喷嘴与七种典型形状碰撞壁的脉冲喷嘴,在相同条件下进行了岩样冲蚀实验。得到了很有意义的结论,这为评价脉冲喷嘴在现场的使用寿命,提供了可靠的依据。     

氦气驱动水射流雾化特性的数值模拟研究

为了研究水射流的雾化特性,通过Fluent软件对3种实验工况下氦气驱动水柱的雾化过程进行了二维数值模拟,这3种实验工况分别是常温常压下直喷嘴圆管内气/液相管道长度比为1∶1、1∶2和2∶1的0.25 MPa氦气驱动水射流.分别采用Standard k-ε、RNG k-ε、Realizable k-ε湍流模型和VOF模型...     

液体燃料横向射流雾化数值模拟

雾化是液体燃料燃烧非常重要的一个过程,良好的雾化是实现液体燃料高效燃烧的前提．为了得到某燃烧器文丘里管喉口处高速气流对燃油雾化的效果,本文利用计算流体力学软件对该燃烧室中液体燃料雾化两相流场进行了数值模拟,计算采用欧拉一拉格朗日方法,混合破碎KH—RT模型,模拟结果得到了不同气流速度下液滴群SMD分布,通过对单个液滴二次破碎模拟再现了液滴在高速气流中变形破碎的整个过程．     

高坝下游水垫塘内淹没冲击射流实验研究

结合乌江构皮滩水利枢纽工程,用热膜流速仪在1：380的精细模型上量测了高拱坝挑跌流在水垫糖内的流速场,并由实验成果分析了淹没射流在水垫塘内的消能过程,计算了消能率。同时在1：110的工程模型上量测了水垫塘内的流速场,并与前者进行比较分析。     

Experimental investigation of submerged impinging jets in a plunge pool downstream of large dams

Ｔｈｅｐｌｕｎｇｅｐｏｏｌｗｉｔｈｏｖｅｒｆｌｏｗｓｐｉｌｌｗａｙｓｉｓａｔｙｐｉｃａｌ,ｓａｆｅａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｆｏｒｍｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｏｆｌａｒｇｅｄａｍｓｉｎｎａｒｒｏｗｖａｌｌｅｙｓ.Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ,ｉｔｉｓｑｕｉｔｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｄｅｓｉｇｎａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｐｌｕｎｇｅｐｏｏｌｓｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｏｆｌａｒｇｅｄａｍｓｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｆｌｏｗｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ,ｄｉｆｆｕｓ…     

单液滴碰壁理论模型

针对目前描述液滴碰壁现象的经验模型的不足,基于TAYLOR比拟思想建立了单液滴碰壁的TAR模型。该模型指出,判别液滴能否反弹的临界韦伯数不是一个常数,而是随滴径发生变化。对较大液滴,计算所得的临界韦伯数与反弹速度和实验值较为吻合;但小滴径液滴碰壁后行为与大滴径液滴很不相同。这一结论对于完善三维喷雾碰壁模型具有重要意义。     

Simulation on spray evaporation processes in Multi-spout bed by modified impinging wall method

Basing on some researchers’ experimental results,the droplet impinging wall model was modified,and We Number and K Number were adopted to determine the mode of droplet impinging wall.The simulation results indicated that the mode of impinging droplet is sticking on the wall in Muti-spout bed.The droplet impinging wall model modified can describe the droplet impinging wall phenomenon accurately in the multistage spouted fluidized flue gas desulfurization reactor.Basing on the study above,the distributions of temperature and relative humidity in the reactor were attained.In atomization region,the distribution of temperature exhibits "M" shape.The relative humidity exhibits"W"shape.The mass concentration of droplet reduces along axis of the reactor.Due to the multi-spouted configuration,droplet concentration increases obviously in the intersection region between the 1st and 2nd stage reaction region.The evaporating intensity reaches its peak value in the area of 200 mm away from the sprayer,and droplets are completely evaporated at 1500 mm.     

垂直冲击射流脉动壁压深化研究

通过实验对垂直冲击射流的脉动壁压统计特性进行了研究,给出了脉动壁压强度沿纵向的变化规律及其拟合公式,谱密度函数具有低频窄带特性,具体情况与距冲击点的距离和水深有关.并对实验测得的脉动壁压场进行了正交分解与低阶近似的研究.计算结果表明,冲击射流所形成的脉动壁压场可用正交分解进行描述,其特征谱函数随阶数的增加而迅速衰减,对谱密度函数进行低阶近似也非常有效.     

新型射流消能的流态演变与极限临底流速研究

本文列举了多个水电站采用挑流及底流消能的应用情况及泄洪雾化特点。针对向家坝水电站所采用的多股多层水平淹没射流的消能型式,分析了影响其效率效果的17个物理参数。表孔单独泄洪条件下,消力池内分别呈自由射流、半潜射流、淹没射流及回复底流的流态演变;中孔单独泄洪条件下,随下游水位的变化,其出现偏流,并随下游水位的升高而消失,同时空间扩散比对其流态演变影响明显;联合泄洪,下游水位对其流态演变影响明显,同时表孔适当收缩对流态改变影响明显。研究表明：表孔单独泄洪,影响其最大临底流速的参数为出口跌坎高程和水流弗氏数;中孔单独泄洪,影响最大临底流速的参数主要为出口跌坎高程和跌坎底坡比;联合泄洪,影响其最大临底流速的为表孔收缩比、表孔侧收缩比、表中孔出口高程差、表中孔出口水流弗氏数及中孔跌坎底坡比。本文展望了高水头大流量低雾化泄洪消能的研究前景。     

热风加热沥青路面冲击射流共轭传热特性

为提高热风加热沥青路面的就地再生加热效果,基于热风冲击射流对流换热和沥青路面内部导热的共轭传热过程,建立了热风加热沥青路面的冲击射流共轭传热理论模型,选取有限容积法得到了共轭传热模型的通用离散方程,采用压力-速度耦合半隐式算法(semi-implicit method for pressure linked equations, SIMPLE)获得了整个求解域内温度场分布,选取平均热流密度和平均换热系数反映沥青路面加热效果,通过正交试验研究了热风出口速度和热风出口温度对路面加热效果的影响程度。仿真和试验结果表明：理论计算与实验温度场分布趋势吻合度高,两者平均误差为8.4%;平均热流密度和平均换热系数在加热初期均从最大值急剧下降,而后下降幅度逐渐减小趋于平衡,两者的仿真计算与实验结果趋势相同,平均误差分别为6.4%和7.8%;热风出口速度和热风出口温度对平均热流密度均有显著影响,热风出口速度对平均换热系数有显著影响,热风出口温度对平均换热系数的影响相较于平均热流密度指标表现为不显著。研究结果为后续沥青路面就地热再生热风加热温度控制和加热器设计提供了理论依据。     

冲击射流二次生成涡的大涡模拟研究

为揭示冲击射流大涡拟序结构的变化规律，研究了冲击射流壁面二次生成涡卷起及与壁面分离的演化特性.采用Smagorinsky提出的亚网格尺度模型，得出了壁面二次生成涡结构变化与冲击高度、雷诺数和喷嘴宽度的关系.数值模拟结果表明，雷诺数对壁面二次生成涡的卷起位置影响较小，但是壁面二次生成涡与壁面的分离位置却有随雷诺数增大而外移的趋势.随着冲击高度的增加，二次生成涡卷起及与壁面分离位置距离滞止点的位移也相应的增加.当冲击高度与喷嘴宽度的比值取值相同时，喷嘴宽度的大小对壁面二次生成涡的演变特性基本上没有影响.     

撞击流反应——沉淀法制取纳米二氧化钛

采用浸没循环撞击流反应器（SCISR），以四氯化钛水解－沉淀法制取纳米二氧化钛，得到平均粒径9.64nm产品，粒径分布相当窄。通过600℃或800℃下煅烧，可分别制得锐钛型或金红石型产品，后者伴随温度升高，晶粒长大，产品粒径比前者大－20nm。