涡流管流动结构及能量分离性能LDV实验研究

设计了直径为30 mm的可组装式透明涡流管以实现主流道可视化,并采用二维激光多普勒测速(LDV)技术得到子午面时均流场.研究了不同冷流比(0.1~0.9)、主流道长度(360、600、900和1 200 mm)、入口压力(0.01、0.02 MPa)下的轴向速度和径向速度分布,特别是折返流边界对能量分离性能的影响.LDV结果表明,时均轴向速度分布具有较好的轴对称性,不同压力下流动结构具有相似性,径向速度远小于轴向速度.增加冷流比会导致折返流边界径向膨胀,揭示了在过短管和过长管中两种能量分离恶化机制--过短管中折返流面过厚,过长管中轴向滞止点向冷端靠拢.该结果验证了以往所提出的优化准则,同时可以说明滞止点并不是涡流管中的一种基本流动结构.