两相圆湍射流中Stokes数的影响

以Ｒｅ＝ ５ ６４０ 的水平圆湍射流为对象,用粒子动态分析仪详细测量了单相及两相射流近场（ｘ／Ｄ＜ １５）的轴向和径向时均速度、湍动能及颗粒相浓度的分布。实验选用粒径分布分别为２５±３μｍ 、７０±５ μｍ 和１００±１０ μｍ 等的玻璃微珠（密度ρｐ＝ ２ ５９０ ｋｇ／ｍ ３）代表颗粒相,分析了两相圆湍射流中Ｓｔｏｋｅｓ数变化对射流特性的影响。实验结果表明,Ｓｔ＜ １ 时应考虑颗粒相与气相湍流拟序结构的相互影响,在射流近场的横向截面上,颗粒相轴向速度有超前气相的现象。随着Ｓｔｏｋｅｓ数的增大,颗粒相速度低于气相速度。由于颗粒相的加入,与单相射流相比,两相湍射流中的气相湍动能发生变化。当Ｓｔ＜ １ 和Ｓｔ１ 时,气相湍能都呈增大的趋势,但二者增大的原因不同。     

宽粒径分布气粒两相圆湍射流特性研究

研究了一种宽粒径分布范围的气粒两相圆湍射流的特性。用ρｐ＝ ２ ５９０ ｋｇ／ｍ ３、０～２００ μｍ 的玻璃微珠做颗粒相,实验Ｒｅｙｎｏｌｄｓ 数为５ ６４０,粒气质量比为１５％ 。用粒子动态分析仪（ＰＤＡ）详细测量了两相射流近场（ｘ／Ｄ＜ １５）的流向、径向时均速度、湍动能及颗粒相浓度的分布,分析了Ｓｔｏｋｅｓ数变化对两相射流的影响。结果表明,宽的颗粒相粒径分布削弱了特定Ｓｔ数颗粒与气相的作用。与单粒径分布的两相圆湍射流颗粒相ｕνｐ比气相的ｕν小一个量级的结论不同,在宽粒径分布的气粒两相水平圆湍射流中,颗粒相的湍动能与气相具有相当的量级。     

气固两相湍流射流的扩散PIV实验研究

本文利用粒子成像测速(PIV)实验技术,针对流动雷诺数Re=6230的气固两相湍流射流在水平圆管喷口附近的流场进行了实验研究。借助PIV,获取喷口顺流截面上速度分布与湍动能分布数据,分析比较气相拟序结构对于不同Stokes数的粒子扩散影响的差异,并指出影响湍流射流扩散机制的主要因素。     

圆湍射流控制的实验研究

本文以圆湍射流为对象,研究了初始扰动参数的改变对湍流拟序结构发展的影响。当雷诺数Ｒｅ＝２９３８,５６４０,１１７５０,以及扰动Ｓｔｒｏｕｈａｌ（Ｓｒ）数在０～０．９范围变化时,通过流场显示,对射流喷口附近过渡区的拟序结构演变过程进行了观测。实验发现,在Ｓｔｒｏｕｈａｌ数为０．５左右时,射流核心区长度最短,拟序结构的发展最显著,且对Ｒｅ数不敏感;拟序结构随初始扰动振幅的增大而增长,但扰动幅值增大到一定程度后,涡的增长趋于不明显。本研究为通过控制湍流拟序结构进而控制湍流提供了初步依据。     

射流对循环流化床内气固流动特性的影响

在循环流化床试验台上进行了射流对炉内气固流动特性影响的试验,考察了不同的射流量和射流喷射高度对炉内轴向气流速度及截面平均固体颗粒浓度分布的影响.结果表明:射流的加入使得密相区气流速度降低,但利于气流整体平均速度的提升及加强气相流场的均匀性,射流对气相速度的影响主要体现在喷口以下区域;射流加入后,会在喷口附近区域形成动力阻塞区,浓相区固体颗粒浓度随着射流量的增加而提高,射流喷射高度的增加会提升浓相区的高度.     

气粒两相平面湍射流拟序结构的大涡模拟

采用Eulerian/Lagrangian方法,对空间发展的气粒两相平面湍射流的非定常流动过程进行了数值模拟。以Re数为13000的平面不可压缩湍射流流动为例,气相场采用大涡模拟（large-eddy simulaiton,LES）技术,直接求解大尺度涡运动的Navier-Stokes方程,小尺度涡采用标准Smagorinsky亚格子模式模拟。为了示踪两相射流中气相的运动,同时球 解了标志物的浓度输运方程。颗粒相的运动用Lagrangian方法直接求解。大涡模拟结果表明,在平面射流的过渡区及充分发展区存在丰富的拟序结构及其相互作用。对于稀疏两相射流,不同Stokes数的颗粒运动规律和浓度分布取决于颗粒惯性和气相拟序结构的共同作用。对于Stokes数小于10的两相射流,颗粒相的瞬时浓度场分布与拟序结构密切相关,研究颗粒相的扩散应当考虑拟序结构的影响。     

撞击式浓淡气固两相射流的扩散特性

阐述了利用光学波动法测量颗粒浓度的原理.在实验条件下,测量了水平浓淡撞击式燃烧器出口不同距离截面的气固两相射流颗粒浓度分布,得到了各截面固相浓度分布、扩散和衰减规律,其结果可为分析电站锅炉燃烧稳定性、节能及燃烧器改造提供参考.图10,参9     

循环流化床脱硫塔内气固两相流动规律实验研究

应用粒子动态分析仪(PDA)对循环流化床脱硫塔试验台内,气固两相流场进行测试研究.测得了脱硫塔内颗粒浓度和气固两相速度分布特性.结果表明:脱硫塔内气固流场呈环核流动特性,边壁颗粒浓度高,中心颗粒浓度低,这有利于防止壁面结垢和提高脱硫塔的运行稳定性.脱硫塔内气固颗粒速度十分接近,这不利于气液传质过程.研究结论对工程应用有很好的参考价值.     

气—固两相流微粒浓度,速度的光电测量法影响因素分析

用光纤做探头的光电检测法可用于气－固两相流中固体微粒浓度，速度的测量，但光纤探头结构及被测固体微粒粒径的变化都会对测量、计算结果产生明显影响。本文介绍了几种不同结构的光纤探头及其测量性能，并分析了固体微粒粒径对测量的影响机制，提出了有效的修正方法。     

固气比对超浓相煤粉气力输送流型影响的模拟

针对目前密相气力输送数值模拟过程中所存在的关键问题,提出了一种描述固相内部相互作用对颗粒运动影响的数学模型。该模型建立在离散颗粒模型的基础上,使其既能够模拟悬浮流动的稀相颗粒运动,又能模拟管内出现堆积情况的超浓相气固两相流。利用所建立的数学模型对高压超浓相煤粉气力输送的颗粒流动过程进行了数值模拟,模拟结果揭示了典型的栓塞流、沙丘流等流型特征及其流型随固气比的演变规律,并结合实验进行了验证。管道输送栓塞流波动性较为明显,波动频率向高频转化;平均栓塞长度随着进料固气比增大而增大。     

大涡模拟二维气固两相平面射流

首先用大涡模拟对二维平面射流进行了数值模拟，并就断面流向速度分布、速度脉动量分布以及雷诺切应力分布与实验值进行对比分析，得出大涡模拟方法可以较好地模拟二雏平面射流。在此基础上对二维气固两相平面射流中直径为30μm(St=2．5)的颗粒扩散特性进行数值模拟。发现由于大尺度涡团的作用，颗粒分布于大尺度涡团的外缘而不是集中于中线附近。这与过去基于时均雷诺方程的数值模拟结果得到的颗粒主要集中于中线的结论有所不同，但与直接模拟二维平面混合层中颗粒运动扩散情况相吻合。     

射流泵内部流动的实验研究

实验研究射流泵内有限空间水射流与其周围低速水流间的紊动混合。在射流泵11个轴向位置上布置了测压点：1个在渐缩锥形喉管入口,6个在喉管,4个在扩散管。用U型管测量11个测压点的壁面压强。用粒子图像速度场仪(PIV)对射流泵喉管入口和喉管内有限空间水射流进行测量。获得了4种流量比情况下射流泵对称面流场的速度矢量和轴心速度分布。测量结果为射流泵内部流动分析提供了可靠依据。     

Experimental and Comparison Study on Two Solar Dish Systems with a High Concentration Ratio

Two high concentrating solar systems have been established with dish concentrator and plane-mirrors array concentrator. In the paper, the thermal performance has been experimentally studied with jet water cooling device and flat microchannel water-cooled device. The experimental results show that the maximum surface temperature difference of the dish concentrating system is greater than 20°C, while the plane-mirrors array system is lower than 4°C. It indicates that the plane-mirrors array concentrator has better uniformity. As the concentration ratio increases, the electrical efficiency of the concentrating photovoltaic system gradually decreases. When the concentration ratio is 200, the electrical efficiency of the photovoltaic system is 25%. The concentration ratio of 500 times or less is considered to be a suitable value, and then the electrical efficiency can still exceed 20%. It is found that the plane-mirrors array solar system is more suitable for the photovoltaic system than dish type system, which is only suitable for thermal power generation system.     

平板气膜冷却孔下游湍流场的试验研究

利用二维粒子图像测速（PIV）技术,在吹风比为0.5和1.0、雷诺数为480时,对平板直冷却孔和弯曲冷却孔下游湍流场的流动结构进行了测量,得到了中心截面及射流下游4个流向横截面上的平均速度、涡量分布以及烟雾显示照片,并分析了弯曲冷却孔通道对下游涡结构沿流向演化过程的影响.结果表明：冷却孔射流具有较低的射流轨迹,可以增强气膜的贴附效果,有利于提高冷却效率;弯曲冷却孔能为气膜提供较强的横向动量,使其具有较高的横向扩展能力,从而改善气膜的侧向覆盖效果.     

振荡射流控制方柱绕流的实验研究

为研究振荡射流对方柱绕流的流动控制效果,利用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry, PIV)分别测量了不同动量系数下布置于前驻点和后驻点的振荡射流控制的方柱绕流流场,并对测得的流场进行本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition, POD)。研究表明：两种布置方式下振荡射流与流场的作用方式不同,均可有效控制方柱绕流流场,且存在着使控制效果达到最佳的动量系数。当位于前驻点的振荡射流动量系数为0.309时,方柱下游流场形态明显改变,尾涡长度减小约50%,湍动能和雷诺剪切应力分别减小约71%和62%,POD模态表明尾涡呈反对称脱落模式;当位于后驻点的振荡射流动量系数为0.174时,尾涡基本消失,此时尾流场湍动能和雷诺剪切应力分别减小32%和67%,POD模态表明尾涡改变为对称脱落模式。     

向上射流悬浮床内气固两相流场实验研究

为开发先进的低阻力循环悬浮床烟气脱硫工艺及技术 ,建立了实验段截面积为 5 0 0 mm× 5 0 0 mm的悬浮床气固相流动的冷态实验装置。床内空气的表观速度可达到 3.5 m/ s。设计了两种底部射流进气结构 ,控制床内的颗粒浓度在适合于 PDA测量的范围内 (约 5 0 g/ m3)。用颗粒动态分析仪 (PDA)测量了悬浮床内气固两相流动的结构 ,确定了不同表观气速和不同进气结构条件下的两相流场的特点。实验结果表明 ,实验段内无论是颗粒相还是气相 ,都明显存在平流区、主流区和回流区三个区域 ,而且颗粒相和气相的速度分布很相似。还描述了床内的颗粒脉动速度变化情况及床内的物料堆积情况。实验结果对循环悬浮床反应器的结构优化设计有参考价值