三维激光颗粒动态分析仪在多相流测量中应注意的问题

本文讨论了三维激光颗粒动态分析仪(3D-PDA)在多相流测量的应用中,共同遇到并所应注意和解决的一些问题,如示踪粒子的选择,激光发射器和接收器与实验段的匹配,二维镜头的测速方向与实际速度方向的匹配.其结论可以为PDA测量的具体应用提供参考.

Carrousel氧化沟单个表曝机流态的模型试验和分析比较

对仅安装1个倒伞形表面曝气机(简称表曝机)的Carrousel氧化沟模型进行了水力学测定,通过颗粒动态分析仪(PDA)系统分析流出和流入表曝机一侧的液体流动速度、沉降速度,以及固体含量分布.结果表明,流出表曝机一侧,距表曝机较近的x轴位置流速较大;沉降速度沿y轴有个转折点,位于沟壁与挡板的中间;远离单个表曝机,固体含量逐渐增大.并将单个表曝机的测量结果与氧化沟内安装2个表曝机的流动试验进行比较,发现2个表曝机所产生的流场与单个表曝机产生的流场差别较大,且2个表曝机所产生的流场更稳定.

二次气流对分级气化炉内三维速度分布的影响

介绍了一种新的分级气流床气化炉,并利用激光颗粒动态分析仪对分级气化炉模型内的流场进行了速度测量,分析了二次气流对气化炉内三维速度分布的影响.测量结果表明,二次气流的加入增强了气化炉内的混和,对于气化反应的进行是有利的.在二次喷嘴的一定高度范围内,二次气流对壁面处流场的影响较大,工业生产中应该选择合理的二次喷嘴位置和气流量,避免二次气流对喷嘴附近的回流产生较大干扰,影响喷嘴气流的着火燃烧.

方形旋风分离器内部两相流场的PDA实验研究

应用三维颗粒动态分析仪 (3D PDA)对方形下排气分离器内的气固两相流场进行了测试 ,得到了几种工况条件下的流场矢量分布。研究发现分离器方腔内的流场偏离其几何中心 ,并呈中间为强旋流动和边壁附近为弱旋的准自由涡区的特点 ,且在边角处存在局部小旋涡。不等温流场比等温流场要均匀一些 ,但旋流强度减弱 ,分离效率降低。研究结果对于分析分离器的分离机理和结构优化有一定的指导意义。

气固两相流体绕方柱流动的PDPA实验研究

气固两相流体绕流方形截面柱体的流动对于理论研究和工程应用都具有重要意义,但由于其复杂性人们对它 的认识还很初浅。文中应用三维颗粒动态分析仪(3D-PDPA)对较高雷诺数下气固两相流体绕流方形截面柱体的流场进行了测量,得到了两相绕流的时均速度场和速度脉动分布等数据,并分析了颗粒的存在对流场的影响。研究发现载有颗粒的气固两相方柱绕流存在回流区,其两相方柱绕流的尾迹区长度比单相绕流尾迹区短。在流向方向上可以把绕流后流场大致分为靠近方柱的基本区和远离方柱的近尾迹区两个区域,基本区内各方向的速度脉动程度都非常强,颗粒脉动比气流脉动强;而近尾迹区内速度脉动较弱。在横向方向上,y/D<1/3区域内气流速度脉动强度很高,而且颗粒脉动比气流脉动强度高;在y/D>1/3区域内则脉动强度很低。研究结果对于认识较高雷诺数下气固两相方柱绕流流场特性和工程应用具有指导意义。

Carrousel氧化沟的流动特性研究

采用颗粒动态分析仪(PDA)对倒伞形表面曝气机曝气的Carrousel小试氧化沟进行测试,得出了氧化沟内较系统的流动特性参数。比较了固液两相在氧化沟内流动的差别,发现固液两相流动速度差别较小,由于惯性的影响,固相的沉降速度略大于液相。考察了表曝机的转速、表曝机相对于液面的位置、氧化沟的深度等因素对氧化沟内流动的影响,随着表曝机转速的增大和表曝机浸入液面深度的增加,流动速度和沉降速度均会增大,而氧化沟深度增加时,距离液面同一深度处的速度则会减小。实验结果与污水处理厂的实际情形进行比较发现,二者变化趋势一致,说明本实验结果可用于指导工程实际,为氧化沟的优化设计提供依据。

气固两相流绕流螺旋翅片管的实验研究

应用三维颗粒动态分析仪(PDA)对气固两相流绕流螺旋翅片管进行了实验研究.实验采用的颗粒为玻璃飘珠,对翅片间的速度和颗粒密度分布规律进行了测量.结果表明:在翅片之间,固相颗粒密度分布呈抛物线形规律性分布,即在远离翅片的中心区域颗粒密度较大,离两侧翅片较近的区域颗粒密度逐渐减小,近翅片区域颗粒密度要比中心区域小很多;主流速度也呈现类似规律.颗粒密度和速度的这种分布规律降低了固体颗粒对翅片壁面的撞击能量,从而减轻了翅片和基管的磨损.实验数据表明,螺旋翅片的导流作用使得迎风面的滞点处产生了轴向速度,这和光管有着本质的区别.

双表曝机Carrousel氧化沟流态的PDA实验研究

文中采用颗粒动态分析仪(PDA)对具有2个倒伞形表面曝气机曝气的Carrousel氧化沟模型进行测试,获得了氧化沟内液固两相混合液流动的特性参数;系统分析了氧化沟内的流动速度、沉降速度,以及固体颗粒体积分数在不同位置和沟段的变化情况。这些测试结果可以为氧化沟的优化设计提供依据,可供实际工程和放大参考。

方形旋风分离器内气固两相流湍流特性的研究

应用三维颗粒动态分析仪 (3D -PDA)对方形下排气旋风分离器内气固两相流场进行了实验研究 ,并对流场、脉动速度、颗粒浓度、湍动能、湍流强度等的分布做了讨论。方形旋风分离器的流动具有Rankine涡的特点 ,即中心部分为强制涡区 ,边壁附近是准自由涡区。边角处因颗粒与壁面间的相互碰撞引起的准层流运动 ,并使得颗粒湍流脉动强烈 ,湍流动能和局部湍流强度在边角附近取得较大值 ,表明此时两相流耗了气流的能量较多 ,是造成分离器压力损失的主要区域之一。边角有利于颗粒分离。研究结果为结构优化提供了基础数据 。

锯齿形浓股出口结构下浓淡燃烧器出口区域的气固流场

应用颗粒动态分析仪测定了富集型煤粉燃烧器浓股出口加置锯齿型稳燃器前后的三维湍流速度场．试验结果表明,加置锯齿型稳燃器后,浓股气流在喷口附近的出口速度在三维方向上皆呈明显的波浪形分布,平均速度和脉动速度都有所增大,轴向平均速度衰减迅速,轴向脉动速度衰减延迟,水平径向和垂直径向的脉动明显增强．试验说明,锯齿型出口结构改善了喷口附近的气固流场,增大煤粉颗粒的局部空间浓度,增强气固混合,可以提高燃烧器着火稳燃和低NOx排放控制性能．

水平矩形管中气固两相流的PDA实验研究

应用三维颗粒动态分析仪 ( 3 D-PDA)对方形水平管道内的气固两相流进行了测试。实验采用的颗粒为玻璃微珠 ,对不同工况下的水平方向 (主流方向 )的平均速度和湍流强度进行了讨论。发现在垂直截面上的速度分布呈上部高而下部低的分布特点 ,且随平均风速、颗粒体积分数和粒径的增大这种不均匀分布有加剧的趋势。湍流强度中心位置较低 ,而靠近壁面的位置较高 ,尤其是底部湍流强度更大一些。在大部分位置颗粒相的速度滞后于气相 ,在边壁附近特别是底部壁面附近颗粒速度较气相速度稍大。颗粒体积分数沿垂直方向上分布较均匀 ,越靠近壁面颗粒体积分数越高 ,在管道的底部和垂直壁面的交角附近颗粒体积分数最高。