本文選題：氣液兩相流 + 旋轉(zhuǎn)式氣液混合器��； 參考：《西安工業(yè)大學》2017年碩士論文

【摘要】：氣液兩相流作為旋轉(zhuǎn)式氣液混合器內(nèi)部的流體介質(zhì),其流動過程具有強烈的不確定性。本文主要根據(jù)旋轉(zhuǎn)式氣液混合器的結構形式、工作原理及工作環(huán)境,基于流體力學理論及多相流理論,通過數(shù)值計算分析的方法,對不同工況下旋轉(zhuǎn)式氣液混合器的流場特性進行了研究,主要完成了以下工作:1)針對旋轉(zhuǎn)式氣液混合器空載靜止工況的特點,定義O.1m·s-1、0.5m s-1、1.0m s-1等幾種平均流速,研究分析氣液兩相流平均流速對流場特性的影響,結果表明,隨著流速的增大,旋轉(zhuǎn)式氣液混合器內(nèi)部的流場狀態(tài)由層狀流過渡為波狀流,且流速越大,波狀流越明顯,分層區(qū)域距離混合器入口側(cè)越遠;針對旋轉(zhuǎn)式氣液混合器空載旋轉(zhuǎn)工況的特點,定義Or·min-1、600r·min-1、1800·min-1、3000r·min-1等不同轉(zhuǎn)速,研究分析離心慣性力對流場特性的影響,結果表明,隨著轉(zhuǎn)速的增大,旋轉(zhuǎn)式氣液混合器內(nèi)部的流場狀態(tài)逐漸表現(xiàn)為“偏心狀”軸狀流,且兩相混合態(tài)消失的位置逐漸靠近入口側(cè)。2)針對旋轉(zhuǎn)式氣液混合器加載靜止工況的特點,充分考慮圓柱發(fā)生體阻滯的作用,定義0.1m ·s-1、0.5m·s-1、1.0m·s-1等幾種平均流速,研究分析在圓柱發(fā)生體阻滯作用下,氣液兩相流平均流速對流場特性的影響,結果表明,隨著流速的增大,氣液兩相流的流型呈現(xiàn)波浪狀,流經(jīng)圓柱發(fā)生體時,流域空間減小,出現(xiàn)了束狀射流與繞流現(xiàn)象;針對旋轉(zhuǎn)式氣液混合器加載旋轉(zhuǎn)工況的工作特點,定義Or·min-1、600r-min-1、1800r·min-1、3000r·min-1等不同轉(zhuǎn)速,研究分析在圓柱發(fā)生體阻滯作用下,離心慣性力對流場特性的影響,結果表明,隨著轉(zhuǎn)速的增大,流動形態(tài)表現(xiàn)為軸狀流,在圓柱發(fā)生體阻滯作用下,出現(xiàn)了渦街現(xiàn)象,螺旋流動效應增強。3)根據(jù)不同工況下氣液兩相流的流場狀態(tài),改變氣液兩相流混合比例,對流場力效應及壓力譜分布進行分析,結果表明,液相比重是影響流場力效應的重要因素,且混合器最大受力區(qū)域出現(xiàn)在最底部位置± 60°范圍內(nèi)。綜上所述,本論文對不同工況下的旋轉(zhuǎn)式氣液混合器內(nèi)部氣液兩相流流場特性進行了深入研究,并對數(shù)值計算的結果進行分析,結果表明,利用數(shù)值計算方法可以很好地預測氣液兩相流的瞬態(tài)流場形態(tài)以及流場力效應與壓力譜分布規(guī)律,為設計與改進旋轉(zhuǎn)式氣液混合器的徑向氣浮支撐提供了參考依據(jù),對進一步揭示旋轉(zhuǎn)式氣液混合器內(nèi)部的流場變化機理具有重要的理論意義。
[Abstract]:Gas-liquid two-phase flow is a fluid medium in a rotary gas-liquid mixer and its flow process is highly uncertain. According to the structure, working principle and working environment of the rotary gas-liquid mixer, based on the theory of fluid dynamics and multiphase flow, the method of numerical calculation and analysis is used in this paper. The flow field characteristics of rotary gas-liquid mixer under different working conditions are studied. The following work has been accomplished: (1) aiming at the characteristics of no-load static condition of rotary gas-liquid mixer, the author defines several average velocities such as 0.1 m s -1 0.5 m s -1 and 1.0 m s -1, etc. The effect of the average flow velocity on the flow field of gas-liquid two-phase flow is studied and analyzed. The results show that the flow field changes from stratified flow to wave-like flow with the increase of flow velocity, and the more the velocity is, the more obvious the wave-like flow is. The farther the stratified region is from the inlet side of the mixer, the more the rotating speed of the rotating gas-liquid mixer is defined at different speeds, such as or min-1600r min-1n 1800 min-1 000r min-1. The effect of centrifugal inertial force on the flow field characteristics is studied and analyzed. The results show that the flow field characteristics of centrifugal inertial force increase with the increase of rotating speed. The internal flow field of the rotary gas-liquid mixer is gradually presented as "eccentric" axial flow, and the position of disappearance of the two-phase mixing state is gradually close to the inlet side .2) in view of the characteristics of the static loading condition of the rotary gas-liquid mixer, Considering the effect of cylinder block, the author defines several average velocities, such as 0.1m s -1 0.5 m s -1 and 1.0 m s -1, and studies the effects of cylinder block on the flow field characteristics of gas-liquid two-phase flow. The results show that the flow velocity increases with the increase of flow velocity. The flow pattern of gas-liquid two-phase flow is wave-like, and when it flows through the cylinder, the space of the basin decreases, and the beamlike jet and flow around the river basin appear. According to the working characteristics of rotating working conditions of the rotating gas-liquid mixer, the different rotational speeds of ormin-1600r-min-1 (1800r min-1N) 3000r min-1 are defined. The effect of centrifugal inertial force on the flow field under the action of cylinder block is studied. The results show that with the increase of rotational speed, the flow pattern appears as axial flow, and vortex street phenomenon appears under the action of cylinder block. According to the flow field state of gas-liquid two-phase flow under different working conditions, the mixing ratio of gas-liquid two-phase flow, the effect of flow field force and the distribution of pressure spectrum are analyzed. The specific gravity of liquid phase is an important factor affecting the flow field force effect, and the maximum force region of the mixer appears in the range of 鹵60 擄at the bottom of the mixer. To sum up, the characteristics of gas-liquid two-phase flow field in rotary gas-liquid mixer under different working conditions are studied in this paper, and the numerical results are analyzed, the results show that, The numerical calculation method can be used to predict the transient flow pattern, force effect and pressure spectrum distribution of gas-liquid two-phase flow, which provides a reference for the design and improvement of radial air flotation support for rotary gas-liquid mixer. It is of great theoretical significance to further reveal the mechanism of flow field variation in rotary gas-liquid mixer.
【學位授予單位】：西安工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O359.1

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本文編號：1875255