發(fā)布時(shí)間：2021-11-06 02:44

　　“能量分離”是指流體在無外力做功或熱交換的情況下自發(fā)產(chǎn)生一部分高溫區(qū)域和另一部分低溫區(qū)域的現(xiàn)象。渦流管是一種能量分離裝置,氣體在噴嘴內(nèi)經(jīng)過壓縮膨脹,進(jìn)入渦流管高速旋轉(zhuǎn),經(jīng)過渦流變換后分離成高低溫兩股不同的氣流。射流、渦流、繞鈍體流等流體內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生能量分離,但與渦流管內(nèi)的能量分離機(jī)理不同。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)對(duì)能量分離現(xiàn)象的研究主要集中在渦流管及渦流板等技術(shù)應(yīng)用層面,對(duì)流體領(lǐng)域內(nèi)的能量分離涉及極少,而國(guó)外對(duì)此做了很多實(shí)驗(yàn)性和理論性的深入研究。迄今為止,流體領(lǐng)域內(nèi)的能量分離機(jī)理還沒有確切理論進(jìn)行解釋。因此基于國(guó)外成功的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值研究經(jīng)驗(yàn)和無量綱湍流控制方程,對(duì)于國(guó)內(nèi)這一鮮有涉足領(lǐng)域,本文引入空氣自由射流,在充分利用前人理論和實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上,探究空氣自由射流能量分離的形成機(jī)理。數(shù)值模擬入口速度均為亞音速時(shí)空氣自由射流的能量分離現(xiàn)象,并考慮速度（Re數(shù)）、壓力、聲激勵(lì)因素對(duì)能量分離現(xiàn)象的影響,得出一系列結(jié)論。具體的研究?jī)?nèi)容如下:（1）通過FLUENT軟件,采用UDF功能數(shù)值模擬了空氣自由射流入口Re數(shù)為410000的自由射流流場(chǎng),給出空氣自由射流流場(chǎng)能量分離因子分布云圖、總壓分布云圖、渦量分布云圖并分... 

【文章來源】：浙江理工大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

渦流管渦流管的結(jié)構(gòu)原理非常簡(jiǎn)單，壓縮氣體從噴嘴進(jìn)入并在噴嘴內(nèi)膨脹后以較高的速度沿切線方向進(jìn)入渦流室，氣流在渦流室內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)并分離成兩股溫度不同的很強(qiáng)的渦流，位

圖 1.2 自由射流對(duì)射流中的能量分離已做過許多相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬研究要集中在渦流管及渦流板等技術(shù)應(yīng)用層面，對(duì)流體領(lǐng)域內(nèi)的能國(guó)外成功的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究，對(duì)于國(guó)內(nèi)這一鮮有涉足領(lǐng)域，本流，對(duì)空氣自由射流流場(chǎng)內(nèi)能量分離現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)值模擬�；诜掷们叭死碚摵蛯�(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上，預(yù)計(jì)從理論和數(shù)值模擬空氣自由射流能量分離現(xiàn)象的存在以及亞音速下雷諾數(shù)、聲激量分離的影響，探究空氣自由射流能量分離的形成機(jī)理。離具有廣泛的應(yīng)用前景，如提高氣膜冷卻效率、實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠無個(gè)很重要的問題就是最大化提高冷卻效率，而射流中的能量分體分布，從而對(duì)冷卻效率產(chǎn)生一定影響；無油點(diǎn)火技術(shù)是一種火技術(shù)，將射流能量分離的特性應(yīng)用到鍋爐無油發(fā)電技術(shù)中，

設(shè)置噴管出口直徑 D 為 20 mm，計(jì)算模型如圖2.1 所示。圖 2.1 計(jì)算模型示意圖由于噴管出口二維截面可以有效描述空氣自由射流能量分離現(xiàn)象過程，因此計(jì)算域采取二維計(jì)算。整個(gè)計(jì)算域是一個(gè) 300 mm×100 mm 的長(zhǎng)方形（如圖 2.2 所示）。左側(cè)下部射流入口速度距離為 10 mm，左側(cè)上部則為壁面，長(zhǎng)度為 90 mm,其余兩側(cè)均為出口流動(dòng)，對(duì)亞音速 0.15 Ma-0.9 Ma 范圍內(nèi)的空氣自由射流能量分離現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)值模擬研究。圖 2.2 計(jì)算區(qū)域示意圖（單位：mm）2.1.3 網(wǎng)格劃分、邊界條件網(wǎng)格的劃分采用 Gambit 2.4.6，劃分的計(jì)算區(qū)域?yàn)?300 mm×100 mm 的二維長(zhǎng)方形區(qū)域，如圖 2.3 和圖 2.4 所示。網(wǎng)格全部采用四邊形結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，為了能更準(zhǔn)確清晰地顯示出空氣自由射流邊界層外能量分離效應(yīng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3479004