静水中正方形孔口的有障碍浮射流(Ⅰ)——数学模型及计算方法的验证

对静水中正方形孔口之上放置一正方形阻力盘的浮射流进行了试验,测量了不同工况下盘后自相似区域轴线上浓度的分布,并建立了其相应的三维数学模型,对不同工况进行了数值模拟计算,数值模拟结果与试验结果吻合较好.将结果与静水中圆孔有阻力浮射流的经验公式进行了比较,发现正方形孔口上放置一正方形阻力盘与圆孔上放置一圆盘在盘后自相似区轴线上浓度分布规律基本一致.对盘后不同高度位置处横截面上的温度等值线分布进行了分析,发现离正方形盘较近的一段高度内温度等值线呈现独特的星形分布,随着离盘距离的增加则变为与圆孔浮射流类似的同心圆形状.

有障碍圆形浮力射流的绕流流态研究

针对静止环境中有障碍圆形浮力射流出现的正常绕流现象与非正常绕流现象(反射与分叉现象),分析了其主要的3个影响因素:障碍盘直径D/d(D和d分别是障碍盘和射流出口的直径),射流出口密度Froude数以及障碍盘离射流孔口的距离H/d与发生非正常绕流之间的相互关系.得到了H/d=2,4,6,8在不同D/d值时发生非正常绕流的临界密度Froude数.对直径为D/d的障碍盘,当其离射流孔口的距离H/d达到某一值时,流动仅为正常绕流流态.基于大量计算给出了不同障碍盘所要求的H/d值,综合以上因素得到了临界密度Froude数的拟合公式.对非正常绕流中射流出现反射与分叉的规律性进行了探讨.对D/d=1的有障碍浮力射流进行的数值计算表明,所有工况下的流态均为正常绕流,并得到了不同H/D条件下的轴线稀释度.