剪切射流在受限空间卷吸特性研究

脉冲袋式除尘器在反吹清灰过程中,其喷吹机构在瞬间放出压缩空气从而形成高速射流,卷吸数倍的二次空气高速射入滤袋,使滤袋急剧膨胀,依靠冲击振动和反吹气流而清灰。如果反吹风清灰设计不合理,反吹风量和二次诱导风总量不够,则达不到清灰效果;如果反吹风量过大会增加压缩机负担,浪费能源。研究剪切射流在受限空间的卷吸特性,即在一次相同风量下,计算单射流、剪切射流(等喷吹管长)、中伸剪切流、中缩剪切流4种形式射流下被卷吸的二次诱导风量,并测得这4种形式射流下受限空间滤袋的表面速度和表面压力。结果表明,在相同质量流量压缩空气的前提下,剪切射流可比单射流卷吸更多的空气进入滤袋,其中中伸剪切射流卷吸量最多,其卷吸率为8.174。中伸剪切流能够卷吸更多空气的同时增大了滤袋内部的压力,但滤袋边壁返流的气流速度增加不大,因此中伸式脉冲喷口在袋式除尘器中的清灰作用更显著。

逆壁射流中射流剪切层内湍流结构特性的实验研究

用粒子图像测速技术对逆壁射流全流场进行了实验测量,射流与主流的速度比为8.89,基于射流圆管内径的雷诺数为9127.主要关注射流剪切层内不同流向位置端流的统计特性变化,包括尺度特性和结构特性.对射流中心线上不同流向位置的脉动速度场统计分析发现:在x/D=30~43,受反馈机制影响,Q1和Q4事件占据主导地位.在驻点附近(x/D=43~50)的区域Q3事件为主导事件.对射流剪切层内湍流结构的平均空间尺度进行分析,在x/D=0~37总尺度向射流下游发展呈增长趋势,在x/D=37~46总尺度几乎不变,x/D=46~51总尺度向射流下游发展呈减小趋势.在x/D=35之前,参考点上游尺度与下游尺度近似.在x/D=35~41,参考点下游尺度大于上游尺度.在x/D=41~51,参考点下游尺度小于上游尺度.利用频域上的本征正交分解方法对端流结构进行了定量分析,发现模态能量集中在低频,流场中能量最大的模态频率为D/U_(j)=0.0005,出现在再循环区.频率为fD/U_(j)=0.0026的第一阶模态说明射流发生偏转时与主流相互作用产生了流结构,并且沿再循环区外围输运.高频结构的构型是类似的,均位于射流剪切层内,且频率越高,越接近射流出口,尺度越小。

强激光在超音速射流剪切层中传播的数值研究

以波长10 6μm、半径0 1m、强度166W的高功率CO2激光束穿过二维超音速自由射流剪切层流场为计算模型,研究了由于强激光束辐射加热对流场的干扰以及激光束穿过超音速射流剪切层后远场光强分布的变化。结果表明:在不同的马赫数下超音速射流剪切层流场对激光束远场强度分布影响明显不同,流场密度分布的微小变化都会使光束远场强度分布产生显见的不同;对于透过超音速射流流场的非聚焦的强激光束,由强激光束所产生的辐射加热对流场所造成的干扰可以忽略。

强激光与自由射流剪切层的相互作用

在论述光场与流场相互作用规律的基础上,以激光束穿过二维超音速自由射流剪切层流场为物理模型,研究了由于辐射加热强激光束对流场的干扰以及激光束穿过模型流场并在静止大气中作远距传播后光强分布的变化。结果表明模型流场对激光束远场强度分布有明显影响,流场密度分布的微小变化都会使光束远场强度分布产生明显的不同;在强激光与高速流场相互作用的过程中,如果辐射加热机理与文中的情况类似,强激光束的辐射加热对流场所造成的干扰可以忽略。

强激光在超音速射流剪切层中传播的数值研究

以波长 10 .6 μm、半径 0 .1m、强度 10 6W的高功率CO2 激光束穿过二维超音速自由射流剪切层流场为计算模型 ,研究了由于强激光束辐射加热对流场的干扰以及激光束穿过超音速射流剪切层后远场光强分布的变化。结果表明 :在不同的马赫数下超音速射流剪切层流场对激光束远场强度分布影响明显不同 ,流场密度分布的微小变化都会使光束远场强度分布产生显见的不同 ;对于透过超音速射流流场的非聚焦的强激光束 ,由强激光束所产生的辐射加热对流场所造成的干扰可以忽略。

3/4开口式汽车风洞喷口射流剪切层试验研究

以1∶15的3/4开口式整车模型风洞为研究平台,对此类风洞的喷口射流剪切层的流动结构展开研究,采用热线风速仪针对3种收集口角度和两种不同喷口速度的工况,对射流剪切层内的流场进行了瞬时速度的测量。通过对平均速度及速度脉动的分析,得到了各种工况下射流剪切层的结构特征、厚度发展特征及其中的脉动分布情况,明确了该风洞射流剪切层所特有的非定常流动结构。

汽车模型风洞射流剪切层的非定常结构特性

针对1:15的3/4开口式整车模型风洞不同收集口角度和喷口速度工况,采用热线风速仪对射流剪切层内的流场进行了多个截面瞬时速度的测量,研究此类风洞的喷口射流剪切层定常与非定常结构.对比分析不同工况下平均速度,速度脉动以及剪切层厚度的变化,得到了各种工况射流剪切层的结构特征、厚度发展特征及其中的脉动分布情况,明确了该风洞射流剪切层所特有的流动结构.

Ghost Fluid方法在运动边界射流问题数值模拟中的应用

把解决多物质流问题的Ghost Fluid方法应用到具有运动边界的单物质流的数值模拟中去,结合求解界面追踪问题的Level-Set方法,提出了有效求解运动边界问题的虚拟流体算法,用数值模拟重现了"声学整流"效应现象,并用等压装配法解决了发生在流体和活塞界面上的"Overheating"效应.数值实验表明:水平管道的长度和活塞振动频率是射流形成的关键因素,数值实验中如果频率和长度设置合理,则理想气体在做简谐振动的活塞驱动下,可以产生稳定的射流.

非轴对称扰动下含悬浮固粒旋转射流场稳定性研究

考虑含有悬浮固粒的理想不可压旋转圆射流的运动方程，借助势流理论推得扰动增长率随径向波数变化的表达式，进而得到含悬浮固粒射流稳定性的修正瑞利稳定性准则，求出了非轴对称扰动下不同扰动阶数、固粒质量密度、固－气脉动速度比值、固－气脉动速度相位差、斯托克斯数时旋转射流的增长率曲线。然后根据修正瑞利稳定性准则分析给出了关于悬浮固粒的属性对旋转射流场稳定性影响的几个重要结论，为控制旋转射流场和后续发展提供了合理的依据。

超细粉在声场导向管喷流床中的聚团尺寸预测模型

超细粉的流化性能与聚团尺寸密切相关。通过分析超细粉聚团在声场导向管喷流床中的形成过程,提出了高速射流的剪切作用和聚团间的碰撞作用是决定聚团尺寸的主要原因。在此基础上,结合聚团在射流剪切过程和聚团间碰撞过程中的力平衡分析,建立了声场导向管喷流床中聚团尺寸分布的预测模型;并运用这一模型成功预测了不同射流气速下,超细TiO_2颗粒在声场导向管喷流床中的聚团平均直径和聚团尺寸分布。

LPG发动机缸内流场的数值模拟研究

液化石油气(LPG)具有辛烷值高、抗爆性好、成本低等优点,已作为点燃式发动机的代用燃料得到推广和应用。在LPG发动机整个工作循环中,缸内气体充量始终进行着极其复杂而又强烈瞬变的湍流运动,这种湍流运动决定了各种量在缸内的输运和空间分布,对缸内混合气形成、火焰传播和燃烧质量及缸内传热都具有直接影响。本文通过计算机数值计算的方法,对一款LPG发动机缸内流场演变过程进行定量描述。