空化射流空化云形态变化规律和流场稳定性研究

高压水射流具有强力的冲蚀能力,在钻井工程中取得了良好的应用效果,而射流过程中会发生空化现象,该现象伴随着高温高压,是影响射流冲蚀能力的关键因素之一。喷嘴的结构对射流的空化发生能力有很大影响,分析空化射流流场特性和喷嘴结构之间的关系,是高压水射流射流研究的一个重要内容。本文采取可视化实验方案,用3D打印的风琴管式自振空化射流喷嘴,通过高速摄影技术,捕获喷嘴出口处空化射流流场特征,尤其是流场中空泡云的形态变化。并采取图像处理,分析了喷嘴结构改变对空化发生能力的影响。我们利用本征正交分解方法(POD)求取了流场结构的时均特征。通过对比不同喷嘴结构和射流水力参数下时均特征变化,分析了自振空化射流流场结构的稳定性差异。研究结果发现,喷嘴结构中谐振腔是影响空化发生能力的主要结构。在一定范围内增大谐振腔长度和直径有利于增强喷嘴的空化发生能力,并提高喷嘴出口流场结构稳定性。但谐振腔长度和直径过大会影响喷嘴自振效应,使流体经过喷嘴时难以形成共振,而使喷嘴空化发生能力骤降。喷嘴出口长度和扩展角在本文研究中最佳值分别为两倍出口直径和40°。研究结果表明,可视化角度直观明显,可以为其他优化方案提供验证和有力补...     

悬浮结晶冷冻浓缩苹果汁的全床离心过滤

使用篮式离心过滤机对悬浮结晶冷冻浓缩技术产生的多孔性冰晶堆积床和浓缩果汁进行全床离心过滤.结果表明,经三级冷冻浓缩和三级离心分离后,苹果汁可溶性固形物含量从最初的10.2鞍Bx逐级增加至19.6,28.5,40.3鞍Bx;最终可溶性固形物得率为93.6％.离心过滤数学模型中的冰晶堆积床的渗透率和渗透系数分别为4×10-...     

自振空化射流空泡动力学特征及溃灭强度影响因素

以空泡动力学分析为基础,考虑自振射流流场压力变化特性、空泡传热和传质规律,建立了空化气泡在自振射流流场中动态变化的计算模型,研究了空泡溃灭强度的影响因素。研究表明,空化射流破坏岩石的能力主要取决于空泡第1次溃灭的强度,空泡后续溃灭的强度显著降低。自振效应使空泡溃灭压力峰值及其持续时间增大,能大幅提高空泡溃灭强度。水力参数是空泡溃灭强度的主要影响因素:一定射流速度下,存在最优的围压值,使空泡溃灭强度达到最大;增大射流速度能提高空泡溃灭强度。流体物性对空泡溃灭强度的影响较小:溃灭强度随流体密度增大而降低,受流体黏度和表面张力的影响较小。研究结果有助于了解空化效应提高射流冲蚀性能的作用机理,提升自振空化射流技术的现场应用效果。图10参23