旋转空化器中减速板作用的数值仿真研究

旋转空化器是通过在水中高速转动的叶片产生可控超空泡的装置,以此来实现超空泡的利用.前人对于超空泡的研究表明,产生超空泡所需的转速比较大.本文将减速板加入到旋转空化器中,并采用数值仿真的方法,对减速板的工作特性进行分析.研究结果表明,带减速板的旋转空化器产生超空泡的转速得到很明显的降低,产生超空泡的尺寸也明显增大.而减速...     

探究串联文丘里管空化特性

为了研究串联文丘里管的空化特性,采用数值模拟方法,建立文丘里管空化模型与压力损失模型,基于入口压力和水温变化进行单级、多级串联文丘里管内空化效果演变过程的研究;以平均气含率为空化效果表征,得到文丘里管串联级数与空化特性的关系,得到出口锥角与文丘里管的匹配关系,得到单级和多级串联之间空化效果的演变规律。提出了以空化效应的介质(水)的性质——电导率为空化实验表征,验证串联文丘里管的空化特性。实验结果表明：实验压力下(<1 MPa)单级文丘里管水样的电导率大于串联管,随着空化时间的增加水样的电导率增加;电导率可以作为表征空化效果参数之一。为串联文丘里管空化与压力、温度的关系提供指导,为空化效果的实验表征提供新的方法。     

三维局部空化流数值计算分析

依据R-P方程,给出了与蒸汽相输运方程量纲一致的自然空化源项模型。依据该空化模型,数值计算了半球头、平头和45度锥角头部的圆柱在不同空化数条件下的平面稳态空化流动,并将数值计算的结果与试验数据进行对比分析。通过比较数值计算与试验的结果,验证该空化流数值计算方法的有效性。在验证算法有效性之后,数值计算了有无攻角的半球头圆柱在不同空化数条件下的三维自然空化流。计算表明,在同样攻角状态下,空化数越小,空泡流的三维非对称效应越明显。     

孔板通道结构参数对空化效应的影响

孔板制作方便、易于更换,是产生水力空化效应的主要结构形式.为了研究孔板通道结构参数对空化效应的影响,通过Fluent软件建立孔板空化装置的仿真模型,得到孔板通道截面积、孔分布方式、孔分散程度、孔板通道表面粗糙度对水力空化效果的影响规律,即,10种孔板通道参数的气体体积流率随压差的变化曲线;并以亚甲基蓝溶液的空化效应为实...     

空化作用改善褐煤水煤浆成浆性的试验研究

介绍了水力空化作用机理,利用水力空化技术对褐煤水煤浆的成浆特性进行了研究;分析了浆体空化前后不同静置条件下粘度、粒度的变化趋势;通过空化试验前后样品分析,对比粘度、粒度测试数据;结果表明,空化后的褐煤成浆性优于常规处理工艺的水煤浆,空化后的粘度测试数值重现性非常好,浆体的流变特性比较稳定,浆体中细粒级煤增加,颗粒分散程度得到改善,保持了良好的悬浮稳定性。     

孔板空化器内流体空化特性研究

以孔板空化器为研究对象,推导了球形空泡的运动方程;将气液两相质量传输、流体流入与流出控制容积引起的气含率变化考虑在内,推导出孔板空化器内流体气含率变化方程。以空化模型为依据,通过数值模拟以10^-5 s时间步长获得孔板通道100 ms内瞬态空化中气泡分布、压力、速度特性。在孔板通道内建立径向截面利用气相体积流率分布进一步证明流体空化状态的稳定性。通过模拟和实验对两种不同通流截面积孔板结构在不同压差下对空化效果的影响进行验证。结果表明,可以以气相体积流率来衡量空化效果,增加孔板通道的数量比改变孔径更能影响空化效果。     

水力空化效应对水物化性质影响的实验研究

水力空化过程伴随着气泡的初生、生长、溃灭以及气泡溃灭产生的瞬间高温高压,这种空化效应对于空化介质本身产生怎样的影响一直缺乏研究。以单孔、五孔孔板型空化器为实验装置,研究水力空化效应对水物化性质的影响。首先,在相同空化时间和测量温度下,调节空化器不同入口压力(0.3 MPa、0.5 MPa、0.7 MPa、1 MPa),对孔板空化器内的空化水样进行电导率、溶解氧、pH的测试,分别得到水样三种性质随入口压力和时间变化曲线。实验结果表明,随着入口压力的增大,电导率先逐渐升高后逐渐降低：溶解氧先逐渐降低后逐渐回升;pH受水力空化效应影响较小,整体上没有明显的变化规律。     

海水和表面活性剂对旋转超空泡蒸发器水动力学特性影响的数值模拟研究

为了探究实际条件下海水环境和表面活性剂对旋转超空泡蒸发器(RSCE)水动力学特性和海水淡化性能的影响,通过对实验测量得到的添加表面活性剂CTAC/NaSal的海水的剪切粘度采用Carreau粘度模型进行拟合,并考虑表面张力的影响,对纯水、海水和添加表面活性剂的海水中RSCE在不同转速下的自然空化流动进行了三维定常数值模拟,结果表明相同转速下海水中RSCE形成的空泡尺寸大于纯水中形成的空泡,空化器阻力矩和蒸汽产生量也随之增大,随着转速的升高,海水与纯水工况之间的空泡尺寸、空化器阻力矩和蒸汽产生量的差距均呈减小的趋势.表面活性剂的引入可以略微增大空泡尺寸和蒸汽产生量,同时减小空化器阻力矩的粘性分量,表面活性剂对超空泡状态下RSCE的水动力学特性和海水淡化性能的影响很小.     

基于水力空化技术实现杀菌的实验研究

为了验证水力空化杀菌的可行性,本文搭建了基于旋转空化器的水力空化实验系统,研究入口压力和空化发生温度对大肠杆菌的杀菌效果。研究结果表明,当入口压力在-0.02 MPa至-0.05 MPa之间变化时,其对杀菌效果影响并不大;但空化发生温度却显著影响杀菌效果,当空化发生温度为60℃时,大肠杆菌全部灭活。