同軸旋轉(zhuǎn)圓臺是對于經(jīng)典同軸旋轉(zhuǎn)圓柱問題的擴展研究。由于同軸旋轉(zhuǎn)圓臺離心力隨著半徑變化,使得其環(huán)隙內(nèi)流場具有復雜的三維性。本文采用染色液顯示實驗和PIV粒子圖像測試實驗對同軸旋轉(zhuǎn)圓臺間流體流動進行定性與定量分析,探討在正置圓臺和倒置圓臺兩種裝置下,不同內(nèi)筒轉(zhuǎn)速和間隙寬度對環(huán)隙內(nèi)流體流動的影響,對同軸旋轉(zhuǎn)圓臺環(huán)隙內(nèi)流體的螺旋渦周期性變化規(guī)律、速度和渦量變化、螺旋渦渦心運動周期、時均流場分布和雷諾應力的分布等進行深入分析研究。實驗結(jié)果表明:正置圓臺與倒置圓臺的螺旋渦周期性變化規(guī)律不一樣,正置圓臺環(huán)隙內(nèi)反渦占據(jù)主導,首渦位置固定不變,第二個渦會發(fā)生周期性變化,在其下方隨著周期往復會不斷產(chǎn)生新渦對,而后環(huán)隙內(nèi)的渦對都會逐漸向上運動;而倒置圓臺環(huán)隙內(nèi)正渦占據(jù)主導,由首渦發(fā)生周期性變化,在其上方隨著周期往復會不斷產(chǎn)生新渦對,渦對會逐漸向下運動。正置圓臺與倒置圓臺在徑向速度和渦量分布、渦運動周期時間變化規(guī)律和雷諾應力分布存在相似點。其間隙內(nèi)流體的徑向速度和渦量隨著高度呈現(xiàn)規(guī)律性地正負交替變化,徑向速度正負交替變化便在環(huán)隙內(nèi)形成正反交替的渦對,徑向速度為零則對應著渦量的極值點,同時渦量為零也對應于徑向速... 

【文章頁數(shù)】：117 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號說明
第一章 緒論
    1.1 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究概況
        1.2.1 同軸旋轉(zhuǎn)圓柱的研究概況
        1.2.2 同軸旋轉(zhuǎn)圓臺的研究概況
    1.3 本文研究內(nèi)容
第二章 實驗設備與實驗方法
    2.1 實驗設備
    2.2 粒子成像測速技術
    2.3 實驗方法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 染色液流動顯示實驗
    3.1 實驗方法和參數(shù)
    3.2 渦管變化過程
    3.3 正置圓臺螺旋渦周期性變化規(guī)律
        3.3.1 內(nèi)筒轉(zhuǎn)速的影響
        3.3.2 間隙寬度的影響
    3.4 倒置圓臺螺旋渦周期性變化規(guī)律
        3.4.1 內(nèi)筒轉(zhuǎn)速的影響
        3.4.2 間隙寬度的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 PIV實驗分析
    4.1 PIV實驗方法
    4.2 螺旋渦的速度和渦量分布
        4.2.1 子午面上的渦量圖
        4.2.2 正置圓臺下中軸線上的速度分布
        4.2.3 倒置圓臺下中軸線上的速度分布
    4.3 螺旋渦渦心運動周期分析
        4.3.1 正置圓臺下內(nèi)筒轉(zhuǎn)速的影響
        4.3.2 正置圓臺下間隙寬度的影響
        4.3.3 正置圓臺下渦運動周期統(tǒng)計分析
        4.3.4 倒置圓臺下內(nèi)筒轉(zhuǎn)速的影響
        4.3.5 倒置圓臺下間隙寬度的影響
        4.3.6 倒置圓臺下渦運動周期統(tǒng)計分析
    4.4 時均流場的分析
        4.4.1 正置圓臺下內(nèi)筒轉(zhuǎn)速的影響
        4.4.2 正置圓臺下間隙寬度的影響
        4.4.3 倒置圓臺下內(nèi)筒轉(zhuǎn)速的影響
        4.4.4 倒置圓臺下間隙寬度的影響
    4.5 雷諾應力分布
        4.5.1 正置圓臺下內(nèi)筒轉(zhuǎn)速的影響
        4.5.2 正置圓臺下間隙寬度的影響
        4.5.3 正置圓臺下中軸線上雷諾應力分布
        4.5.4 倒置圓臺下內(nèi)筒轉(zhuǎn)速的影響
        4.5.5 倒置圓臺下間隙寬度的影響
        4.5.6 倒置圓臺下中軸線上雷諾應力分布
    4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]流場渦形態(tài)對混凝效果的影響研究[D]. 毛玉紅.蘭州交通大學 2017
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碩士論文
[1]非平行間隙同軸旋轉(zhuǎn)圓臺間流體流動的數(shù)值模擬和理論分析[D]. 李華鵬.北京化工大學 2014
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[6]同軸旋轉(zhuǎn)圓臺間流體流動的理論研究和數(shù)值模擬[D]. 文普.北京化工大學 2010
[7]PIV測試中示蹤粒子性能的研究[D]. 趙宇.大連理工大學 2004



本文編號：3651223