核電站中所用的波形板汽水分離器中存在二次攜帶現(xiàn)象，而造成二次攜帶的原因主要是液滴撞擊固體表面和壁面液膜產(chǎn)生二次液滴導(dǎo)致的。二次攜帶會(huì)對(duì)核電站的安全性和經(jīng)濟(jì)性造成影響。因此，深入研究液滴碰撞過(guò)程對(duì)核電設(shè)備的發(fā)展具有深刻的意義。 本文利用高速攝影儀對(duì)液滴與固體表面的碰撞過(guò)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，然后利用OpenFoam軟件，結(jié)合大渦模擬模型LES，采用VOF方法，對(duì)液滴與表面碰撞過(guò)程進(jìn)行數(shù)值計(jì)算；分析碰撞過(guò)程的速度與壓力的分布特性，詳細(xì)研究了液滴與表面的接觸角、液滴直徑、表面張力系數(shù)對(duì)碰撞過(guò)程的影響；最后通過(guò)該計(jì)算模型，研究了液滴與液膜碰撞過(guò)程中液滴碰撞速度、碰撞角度、液滴物性、液膜厚度對(duì)流動(dòng)現(xiàn)象的影響。 實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明：1、增加We數(shù)的同時(shí)增大Re數(shù)才能發(fā)生反彈。2、相同直徑液滴在不同的碰撞速度下，到達(dá)鋪展系數(shù)最大值所用的時(shí)間基本相同；液滴撞擊速度越大，不對(duì)稱性越小，液滴的振蕩頻率越小。 數(shù)值模擬結(jié)果表明：1、表面張力系數(shù)越大，到達(dá)最大鋪展處的時(shí)間越快，鋪展的范圍也越小。2、液滴直徑越小或者與表面的接觸角越大，鋪展范圍越小，液滴到達(dá)最大鋪展的時(shí)間越早，振蕩幅度越大；振蕩強(qiáng)度隨碰撞速度減小而增強(qiáng)...

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及目的
    1.2 液滴碰撞壁面研究現(xiàn)狀
        1.2.1 理論研究
        1.2.2 實(shí)驗(yàn)研究
        1.2.3 數(shù)值模擬
    1.3 液滴碰撞液膜研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要工作
第2章 基礎(chǔ)理論概述
    2.1 大渦模擬和 VOF 模型基本原理
        2.1.1 引言
        2.1.2 大渦模擬
        2.1.3 VOF 方法
        2.1.4 表面張力與 CSF 模型
        2.1.5 OpenFoam 簡(jiǎn)介
    2.2 液滴碰撞相關(guān)參數(shù)
        2.2.1 無(wú)量量綱
        2.2.2 液滴與固體表面的接觸角
    2.3 本章小結(jié)
第3章 液滴與水平固體表面碰撞實(shí)驗(yàn)
    3.1 實(shí)驗(yàn)裝置與方法
    3.2 實(shí)驗(yàn)液體、固體材料與工況
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 液滴碰撞水平表面過(guò)程的數(shù)值研究
    4.1 初始參數(shù)的設(shè)定
    4.2 數(shù)值計(jì)算結(jié)果、壓力場(chǎng)、流場(chǎng)分析
        4.2.1 水滴平鋪現(xiàn)象分析
        4.2.2 水滴反彈現(xiàn)象分析
    4.3 影響碰撞過(guò)程參數(shù)的分析
        4.3.1 接觸角對(duì)碰撞過(guò)程的影響
        4.3.2 液滴直徑大小對(duì)碰撞過(guò)程的影響
        4.3.3 表面張力系數(shù)對(duì)碰撞過(guò)程的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 液滴與固體表面液膜碰撞數(shù)值研究
    5.1 液滴碰撞速度的影響
    5.2 液滴碰撞角度的影響
    5.3 液滴物性的影響
    5.4 液膜厚度的影響
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3746249