本文關鍵詞：多孔板水力空化發(fā)生器空化過程的數值模擬研究

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【摘要】：空化現象是液固交界面上或液體內部蒸汽或氣體的空泡(空穴)的形成、發(fā)展和潰滅的過程,是一種非常復雜的流體動力學現象�？张菰谝后w中運動和潰滅時會產生瞬時高溫、高壓、并伴隨著強烈的沖擊波和高速射流。空化具有的這種特點,使得在通常情況下難以發(fā)生的化學反應可以利用空化實現。為了探究空化機理,優(yōu)化設計空化發(fā)生裝置,尋求空化器最佳結構參數,為水力空化發(fā)生裝置的研制提供理論依據和指導。本文采用數值模擬方法,以單孔、雙孔、三孔和四孔為模型進行數值建模,利用FLUENT軟件進行求解計算,利用TECPLOT軟件進行后處理,通過數值模擬總結設計水力空化裝置所需的最佳參數。本文為深入研究不同孔徑及其結構排布對空化效果的影響,先進行影響因素較少的單孔空化數值模擬,研究單孔不同孔徑不同開孔率的孔板對空化效果的影響,根據單孔空化的強度狀況,選擇孔板合適的開孔率條件,研究不同孔徑不同孔排布條件對空化效果的影響。研究結果表明,空化首先發(fā)生在孔板小孔內流域中,孔板下游發(fā)生空化需要孔板具有一定的開孔率,在一定開孔率范圍內,開孔率增大,空化程度越來越高；孔間距對孔板下游空化強度影響很大,多孔布置越靠近,總體速度場越容易疊加,對徑向范圍的影響就越小,多孔布置越貼近管道壁面,總體速度越分散,對徑向范圍的影響也越小,合適的多孔排布結構會使速度場在管道徑向范圍最大化,從而使空化程度最高。
【關鍵詞】：水力空化 數值模擬 多孔孔板 開孔率 速度場
【學位授予單位】：天津科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ021.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 前言8-13
• 1.1 問題的提出和研究意義8-9
• 1.2 國內外研究現狀及應用進展9-11
• 1.2.1 水力空化與工程學科進展9-11
• 1.2.2 存在的問題與發(fā)展趨勢11
• 1.3 課題研究的意義與目的11-13
• 2 計算流體動力學數值模擬13-19
• 2.1 計算流體力學概述13
• 2.2 流體力學控制方程13-14
• 2.2.1 質量守恒方程13
• 2.2.2 動量守恒方程13-14
• 2.2.3 能量守恒方程14
• 2.3 商用軟件FLUENT簡介14
• 2.4 空化研究的數學模型14-16
• 2.4.1 多相流模型15
• 2.4.2 空化模型15-16
• 2.5 計算方法16-19
• 2.5.1 湍流數值計算方法16-17
• 2.5.2 幾何建模及網格劃分17
• 2.5.3 計算策略及步驟17-18
• 2.5.4 后處理18-19
• 3 單孔孔板水力空化數值模擬19-32
• 3.1 單孔孔板計算流體力學數值模擬20-21
• 3.2 單孔孔板孔徑為d=2mm的數值模擬計算21-23
• 3.3 單孔孔板孔徑為d=3mm的數值模擬計算23-26
• 3.4 單孔孔板孔徑為d=4mm的數值模擬計算26-28
• 3.5 單孔孔板孔徑為d=5mm的數值模擬計算28-31
• 3.6 本節(jié)小結31-32
• 4 多孔孔板計算流體力學數值模擬32-72
• 4.1 孔孔板計算流體力學數值模擬32-42
• 4.1.1 雙孔孔板d=2mm的數值模擬計算32-34
• 4.1.2 孔孔板d=3mm的數值模擬計算34-36
• 4.1.3 雙孔孔板d=4mm的數值模擬計算36-38
• 4.1.4 孔孔板d=5mm的數值模擬計算38-40
• 4.1.5 本節(jié)小結40-42
• 4.2 三孔孔板計算流體力學數值模擬42-52
• 4.2.1 三孔孔板d=2mm的數值模擬計算42-44
• 4.2.2 三孔孔板d=3mm的數值模擬計算44-46
• 4.2.3 三孔孔板d=4mm的數值模擬計算46-48
• 4.2.4 三孔孔板d=5mm的數值模擬計算48-50
• 4.2.5 本節(jié)小結50-52
• 4.3 有中心孔四孔孔板計算流體力學數值模擬52-62
• 4.3.1 四孔孔板d=2mm的數值模擬計算52-54
• 4.3.2 四孔孔板d=3mm的數值模擬計算54-56
• 4.3.3 四孔孔板d=4mm的數值模擬計算56-58
• 4.3.4 四孔孔板d=5mm的數值模擬計算58-60
• 4.3.5 本節(jié)小結60-62
• 4.4 無中心孔四孔孔板計算流體力學數值模擬62-72
• 4.4.1 四孔孔板d=2mm的數值模擬計算62-64
• 4.4.2 四孔孔板d=3mm的數值模擬計算64-66
• 4.4.3 四孔孔板d=4mm的數值模擬計算66-68
• 4.4.4 四孔孔板d=5mm的數值模擬計算68-70
• 4.4.5 本節(jié)小結70-72
• 5 結論與展望72-73
• 6 參考文獻73-78
• 7 致謝78

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