發(fā)布時(shí)間：2020-09-02 17:23

　　 作為復(fù)雜的水力學(xué)現(xiàn)象,空化造成的危害一直是人們關(guān)注的重點(diǎn),但不容忽視的是空化泡潰滅時(shí)會(huì)產(chǎn)生瞬間的高溫高壓及高速射流現(xiàn)象,也就是說(shuō)這個(gè)過(guò)程蘊(yùn)含著巨大的能量,其不僅可以強(qiáng)化物理、化學(xué)過(guò)程,而且還可以達(dá)到節(jié)能增效的目的。目前對(duì)于如何有效地產(chǎn)生空化,采用何種高效的空化設(shè)備,如何準(zhǔn)確的定量分析空化效果等問(wèn)題也沒(méi)有取得突破性的進(jìn)展。因此,對(duì)于空化演變過(guò)程及空化效果影響因素的研究意義重大。本文以流體動(dòng)力式空化發(fā)生器文丘里管為研究載體,采用理論分析、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)測(cè)試的研究方法,對(duì)其內(nèi)部空化演變過(guò)程及對(duì)空化效果的影響因素進(jìn)行深入研究。理論方面:首先從宏觀流體出發(fā)建立流體質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒、能量守恒等三大守恒方程;然后從微觀個(gè)體出發(fā)建立空泡動(dòng)力學(xué)模型;最后考慮到當(dāng)前穩(wěn)態(tài)空化模型的不足以及水力空化發(fā)生所產(chǎn)生的空化泡來(lái)源,建立文丘里管內(nèi)水—?dú)鈨上鄤?dòng)態(tài)空化模型,為文丘里管內(nèi)的空化演變過(guò)程提供理論支持。數(shù)值模擬方面:首先在CREO里建立文丘里管內(nèi)部流體域的幾何模型,并在ICEM-CFD里對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分;然后在流體仿真軟件FLUENT里對(duì)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)(進(jìn)口錐角、出口錐角、喉徑、截面形狀)、物性參數(shù)(初始含氣量、表面粗糙度)、操作條件(進(jìn)口壓力、溫度)下的文丘里管內(nèi)部流體的空化情況進(jìn)行數(shù)值模擬,以汽含率大小為評(píng)判空化效果優(yōu)劣的基準(zhǔn),得到上述影響因素與文丘里管內(nèi)空化效果的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)測(cè)試方面:在工廠建立包括水泵、電機(jī)、貯水槽、壓力表、文丘里管、管路等在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)反應(yīng)裝置,并且在實(shí)驗(yàn)室建立實(shí)驗(yàn)檢測(cè)裝置(可見(jiàn)分光光度計(jì)),通過(guò)測(cè)定反應(yīng)前后亞甲基藍(lán)溶液吸光度(濃度)的變化,得出不同條件下文丘里管的空化情況,對(duì)理論分析和數(shù)值模擬加以驗(yàn)證。本文研究發(fā)現(xiàn),文丘里管的長(zhǎng)度改變與否,對(duì)其在同一結(jié)構(gòu)參數(shù)下空化效果的影響不同,為文丘里管的實(shí)際應(yīng)用提供有力依據(jù)。
【學(xué)位單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH814
【部分圖文】：

圖 2-1 空泡受力圖Fig.2-1 Cavitation force diagram衡方程為：RPPPVg2 圍水體壓強(qiáng)；VP 為空泡內(nèi)的飽和蒸氣壓面張力系數(shù)；R 為空泡半徑。及上式 2-7，可得空泡壓縮時(shí)的條件為：RPPPVg2 條件為：RPPPVg2 空泡的運(yùn)動(dòng)方程體是無(wú)旋的，所以靜止水體的運(yùn)動(dòng)可視為足拉普拉斯方程：

圖 2-2 文丘里管結(jié)構(gòu)Fig.2-2 Venturi tube structure知文丘里管的容積為圓臺(tái)1 圓柱圓臺(tái)2V V V V理得 4)2)(2(tan(22)31)2(4)2)(2(tan(22)3122222ooooooooddddddldddddddV 示文丘里管收縮段體積，圓柱V 表示喉部段體積，圓V ；d 表示文丘里管管徑，do表示喉徑，lo表示喉部錐角，2 表示文丘里管出口錐角。密度為glff 11液的密度； 為溶液中的氣相密度，既包括溶解

管模型建立及網(wǎng)格劃分立動(dòng)力式空化發(fā)生器，文丘里管以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、產(chǎn)生空廣泛用于研究水力空化演變過(guò)程及影響因素的載體。、出口管徑為 40mm，喉徑為 8mm，喉部長(zhǎng)度為 1錐角 40 度，出口錐角為 20 度。具體結(jié)構(gòu)如下圖 3-1 所a）文丘里管三維結(jié)構(gòu)圖

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本文編號(hào)：2810887