本文關(guān)鍵詞：水力噴射空氣旋流耦合場(chǎng)流場(chǎng)的模擬與射流霧化調(diào)控方法研究

  更多相關(guān)文章： 水力噴射空氣旋流器 數(shù)值模擬 射霧流化 流場(chǎng)分布 轉(zhuǎn)折點(diǎn)

【摘要】：水力噴射空氣旋流器(WSA)是一種新型高效的氣液傳質(zhì)反應(yīng)設(shè)備。采用雷諾應(yīng)力模型和VOF兩相流模型較好地模擬了WSA的氣相壓降特性和液相回流比,并對(duì)此進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)WSA內(nèi)射霧流化過(guò)程、流場(chǎng)分布、壓力場(chǎng)分布的數(shù)值模擬,以及射流霧化機(jī)理及其調(diào)控方法的研究,得出以下結(jié)論:1.WSA的氣相壓降隨著進(jìn)口氣速的增加先后出現(xiàn)低壓降區(qū)、壓降突跳區(qū)、壓降過(guò)渡區(qū)和高壓降區(qū)等四個(gè)特征區(qū)域。射流在這四個(gè)壓降區(qū)域里,分別表現(xiàn)為穩(wěn)態(tài)射流、變形與袋式破碎、袋式破碎與剪切霧化和剪切霧化等流態(tài)。2.在速度場(chǎng)的模擬中,切向速度是速度場(chǎng)中數(shù)值最大的,軸向速度次之,徑向速度最小。軸向速度是沿軸向向下逐漸增大,隨著氣速的增加,軸向速度也隨之增加,但軸向速度分布的不對(duì)稱性也增大。環(huán)隙部分的軸向速度方向的總體趨勢(shì)是豎直向下,而在排氣管內(nèi)是豎直向上。徑向速度是速度場(chǎng)中數(shù)值變化最大的且在排氣管底部附近區(qū)域存在數(shù)值上最大值。切向速度在進(jìn)口附近速度最大,但存在局部回流,隨著氣速增大,回流區(qū)域逐漸消失。因此增大進(jìn)口氣速是提高WSA的工作效率的有效方法。3.從湍動(dòng)能分布可以看出,相同氣速條件下,耦合空間的湍動(dòng)能沿豎直向下逐漸減小。隨著氣速的增加,湍動(dòng)能的平均值沿豎直方向上變化越大。4.通過(guò)對(duì)WSA壓力場(chǎng)的數(shù)值模擬,得出在氣速16 m·s-1時(shí),其壓力最大值區(qū)域分布最為對(duì)稱,說(shuō)明此處的氣液傳質(zhì)相關(guān)性質(zhì)的狀態(tài)趨于穩(wěn)定,可能是氣液傳質(zhì)的效果從非穩(wěn)態(tài)慢慢到穩(wěn)態(tài)的過(guò)渡,其傳質(zhì)效果達(dá)到最大化;從總體上來(lái)講,隨著氣速的增加,各個(gè)截面湍動(dòng)能分布的對(duì)稱性逐漸減弱。在分離空間湍動(dòng)能最大值分布的區(qū)域,隨著氣速變化而逐漸消失,取而逐漸向排氣管底部附近聚合。總的來(lái)說(shuō),動(dòng)壓均值在耦合空間不同截面上的增減幅度比靜壓和總壓均值明顯,且靜壓值與總壓值差異不大。在WSA耦合空間不同橫截面的動(dòng)壓,在壓降突跳區(qū)表現(xiàn)出突然變大的現(xiàn)象。5.通過(guò)各個(gè)壓降區(qū)域的穩(wěn)定數(shù)據(jù)線性回歸后,求出相鄰壓降區(qū)域之間的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。射流霧化發(fā)生在WSA的壓降過(guò)渡區(qū)與高壓降區(qū)域,并隨著進(jìn)口氣速增大到某一值時(shí)射流霧化達(dá)到最佳狀態(tài)。射流充分霧化并獲得最大相間傳質(zhì)面積的進(jìn)口氣速處于WSA的壓降過(guò)渡區(qū)和高壓降區(qū)之間的轉(zhuǎn)折點(diǎn)附近。
【關(guān)鍵詞】：水力噴射空氣旋流器 數(shù)值模擬 射霧流化 流場(chǎng)分布 轉(zhuǎn)折點(diǎn)
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ021.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 氣液傳質(zhì)強(qiáng)化簡(jiǎn)介9
• 1.2 超重力場(chǎng)技術(shù)9-13
• 1.2.1 動(dòng)態(tài)超重力設(shè)備—旋轉(zhuǎn)填料床10-12
• 1.2.2 靜態(tài)超重力設(shè)備—旋風(fēng)分離器12-13
• 1.3 水力噴射-空氣旋流器及其進(jìn)展13-16
• 1.3.1 水力噴射-空氣旋流器結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究14-15
• 1.3.2 水力噴射-空氣旋流器氣液傳質(zhì)性能及特性研究15-16
• 1.3.3 水力噴射-空氣旋流器應(yīng)用領(lǐng)域研究16
• 1.4 課題的提出16-19
• 1.4.1 課題的提出以及研究意義16-17
• 1.4.2 基本技術(shù)路線17-18
• 1.4.3 研究?jī)?nèi)容18-19
• 2 水力噴射-空氣旋流器中射流霧化過(guò)程的模擬19-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)與模擬部分19-24
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置與壓降測(cè)定19-20
• 2.1.2 數(shù)學(xué)模型20-23
• 2.1.3 邊界條件23
• 2.1.4 網(wǎng)格劃分及無(wú)關(guān)性驗(yàn)證23-24
• 2.2 模擬結(jié)果與討論24-30
• 2.2.1 WSA氣相壓降與液相回流比模擬24-26
• 2.2.2 水力噴射-空氣旋流器中射流霧化過(guò)程的模擬26-30
• 2.3 小結(jié)30-31
• 3 水力噴射空氣旋流器中流場(chǎng)的模擬分析31-43
• 3.1 數(shù)值模擬31-34
• 3.1.1 模型選擇及邊界條件32
• 3.1.2 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證及模型驗(yàn)證32-34
• 3.2 結(jié)果與討論34-42
• 3.2.1 軸向速度分布34-36
• 3.2.2 徑向速度分布36-38
• 3.2.3 切向速度分布38-40
• 3.2.4 湍動(dòng)能分布40-42
• 3.3 小結(jié)42-43
• 4 水力噴射-空氣旋流器中壓力場(chǎng)的模擬分析43-53
• 4.1 數(shù)值模擬43-44
• 4.1.1 模型的選擇43
• 4.1.2 數(shù)值模擬邊界條件43-44
• 4.2 結(jié)果與討論44-51
• 4.2.1 各個(gè)截面壓力分布44-47
• 4.2.2 各個(gè)截面的湍動(dòng)能分布47-49
• 4.2.3 耦合空間環(huán)隙區(qū)域壓力場(chǎng)分布49-51
• 4.3 小結(jié)51-53
• 5 水力噴射-空氣旋流器射流霧化機(jī)理及其調(diào)控方法研究53-62
• 5.1 數(shù)值模擬53-55
• 5.1.1 模型的選擇53
• 5.1.2 模擬邊界條件53-54
• 5.1.3 網(wǎng)格的無(wú)關(guān)性驗(yàn)證54
• 5.1.4 WSA氣相壓降與液相回流比模擬的模型驗(yàn)證54-55
• 5.2 結(jié)果與討論55-59
• 5.2.1 WSA的壓降特性及其特征值55-57
• 5.2.3 WSA中射流的霧化過(guò)程及其機(jī)理分析57-59
• 5.3 傳質(zhì)面積的實(shí)驗(yàn)測(cè)定59-60
• 5.4 WSA中射流霧化過(guò)程的調(diào)控方法討論60-61
• 5.5 小結(jié)61-62
• 6 結(jié)論與建議62-64
• 6.1 研究結(jié)論62-63
• 6.2 存在問(wèn)題與建議63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果69-70

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;水力噴射器在連續(xù)式薄膜濃縮上的應(yīng)用[J];上�；�;1974年01期

2 David A·Summers;郭文芝;;水力噴射鉆進(jìn)發(fā)展的現(xiàn)狀[J];國(guó)外地質(zhì)勘探技術(shù);1986年10期

3 孟祥偉;影響水力噴射器真空效果的幾個(gè)因素及對(duì)策[J];四川糧油科技;2000年02期

4 張波;深穿透水力噴射切割增產(chǎn)技術(shù)[J];油氣地質(zhì)與采收率;2005年05期

5 田守]，

本文編號(hào)：981530