文丘里洗涤器单气相压力损失特性研究

文丘里洗涤器结构简单、造价低廉、除尘效率高,是对煤炭地下气化产出的粗煤气进行分离净化处理的可靠设备。为了优化文丘里洗涤器的结构和工艺,尽可能降低能耗,通过实验和计算流体动力学数值模拟相结合的方法研究文丘里洗涤器单气相压力损失特性。实验测量不同气体体积流量和喉管长度下,文丘里洗涤器内的总压降,并基于验证的数值模型确定文丘里洗涤器收缩段、喉管段和扩张段的阻力损失。研究结果表明,文丘里洗涤器内单气相压降随气体体积流量的增大呈指数增加,随喉管长度的增大呈线性增加。结合实验测量和数值模拟结果,基于理论分析拟合获得文丘里洗涤器单气相压降计算公式,为工业中计算文丘里洗涤器内单气相压降提供了参考。

变喉部长径比文丘里式水力空化杀灭原水中病原微生物的试验研究

基于浙江工业大学水力学实验室自主研发的变喉部长径比L/R文丘里(Venturi)式水力空化装置,考虑了4种喉部长径比L/R=10、30、60、100,4种原水占比(初始浓度)V_0/V=25%、50%、75%、100%,以菌落总数和大肠杆菌作为病原微生物指示菌,试验研究了喉部长径比、喉部流速、水力空化作用时间、原水初始浓度、空化数等因子对水力空化杀灭原水中病原微生物的影响。试验结果表明:空泡溃灭时产生的微射流、冲击波会使原水中病原微生物的细胞发生空蚀破坏,水流空化数越低,对大肠杆菌、菌落总数的杀灭率越高;流速较低或原水初始浓度较高时,其杀灭率随喉部长径比的增加逐渐增大;流速较高或原水初始浓度较低时,其杀灭率几乎与喉部长径比无关;增大喉部流速或延长水力空化作用时间,可进一步提高对病原微生物的杀灭效果。水力空化是一种无需添加消毒剂、无消毒副产物的新型生活饮用水消毒技术。

文丘里空化空蚀杀灭大肠杆菌的试验研究

利用自主研发的文丘里式水力空化反应装置,选取大肠杆菌为病原微生物的指示菌,对大肠杆菌水样进行灭菌处理.使用琼脂平板计数法检测大肠杆菌的杀灭率,同时利用生物显微镜观察大肠杆菌在空化空蚀作用前后的形态变化.分析了文丘里管喉部长径比、初始浓度、喉部流速、运行时间、水流空化数对大肠杆菌杀灭率的影响.实验结果表明:喉部长径比L/R=60时,大肠杆菌的杀灭效果最好;降低空化数、增加喉部流速、延长运行时间、选取合适的大肠杆菌初始浓度均有利于提高大肠杆菌的杀灭率.

文氏喷漆室文丘里管CFD模拟

利用Ansys Fluent软件对文氏喷漆室文丘里管中流体流动状况进行了数值模拟,主要探究了收缩管长度(X1)和喉管长度(X2)对文丘里管内部压力场和速度场的影响。研究结果表明:收缩管为390 mm、喉管长度为162 mm时,文氏管内产生的压差最佳、速度场最大,最利于清洗水雾化,净化喷漆室。模拟分析结果对于文氏喷漆室文丘里管结构参数的设计具有一定的指导意义。

文丘里型导管对潮流涡轮机作用荷载和转速的影响

为了提高潮流能发电涡轮机的出力,设计了一种新型涡轮机叶片及其文丘里型导管。通过室内水槽试验,研究了文丘里型导管对低速来流的增速作用和对斜向来流的矫正作用,剖析了自由流不同偏流角、文丘里型导管不同长径比和不同面积比对涡轮机转速的影响。从理论上推导出作用于潮流涡轮机上荷载(推力、转矩和径向力)的计算公式,并结合试验结果分析了潮流作用于涡轮机上的荷载随自由流偏流角及文丘里型导管长径比和面积比的变化关系。结果表明,文丘里型导管可显著提高涡轮机的转速,其大小取决于导管的长径比和面积比;在不同偏流角情形下,转速在长径比为1.5~2.0时最大,即导管不宜太长或太短;转速随面积比的增大而增大,在偏流角为30°时达到极大值;转矩和径向力随面积比的增大而增大,但随长径比、偏流角的变化存在临界值,推力则随偏流角的增大而减小;与自由流情形相比,文丘里型导管不仅可以增大潮流速度,同时还具有矫正偏流的作用,从而提高输入涡轮机的功率。

直管段长度对文丘里管空化流场的影响

针对文丘里管空化反应器的结构设计及优化问题,采用CFD软件ANSYS FLUENT模拟研究了前、后直管段对文丘里管空化流场的影响,以及不同入口压力下文丘里管空化流场长度的发展规律。模拟结果表明:当模拟设定的入口压力较高时,需要设置充分长度的后直管段使空化流场充分发展,从而使模拟结果更符合实际应用状况;而前直管段的长度对文丘里管空化流场的模拟结果没有产生明显的影响;在入口压力为0.5~1.6 MPa范围内,空化流场长度的增长趋势分为3部分,而且每部分都符合一次线性增长关系,增长速率依次增大。最后对入口压力为1.61 MPa时的空化流场长度进行了预测,模拟值与预测值的误差为4.95%。研究结果可以为文丘里管空化流场的数值模拟研究提供一些参考。

乳化液体连续配制系统的理论计算

提出一种新型的利用文丘里管连续配制乳化液的乳化方法,达到柴油、甲醇和水三相连续乳化的目的。将待乳化的柴油从文丘里管入口段引入,甲醇水溶液从文丘里管喉部沿径向引入与柴油混合形成乳化液,由扩散段流出。设计了柴油、甲醇和水三相乳化液的整体制备系统,通过计算确定了文丘里管的结构参数,对不同扩散角和长径比的文丘里管内部流场进行了数值模拟,确定了最优化的几何参数,其中,扩散角和长径比分别为8°和1.25时乳化效果最优,为试验系统的设计提供了基础数据。

双级轴向涡流器文氏管长度对流场和喷雾特性影响

为了研究双级轴向涡流器文氏管长度对流场和喷雾特性的影响,通过数值计算和试验分别研究了4种文氏管长度的双级轴向涡流器方案的下游流场和匹配喷嘴的雾化特性。结果表明:随着文氏管无量纲长度由0.23增加至0.49,一级涡流器流量系数由0.98降至0.7,二级涡流器的流量系数保持0.75不变,涡流器出口旋流数由0.08增至0.48,旋流扩张角由闭合状态增至约90°,涡流器下游流场由反转回流区变为传统回流区。文氏管长度最短的方案的索太尔平均直径(SMD)和喷雾锥角受涡流器压降的影响较小,而其他方案的SMD和喷雾锥角受涡流器压降影响较大,且在相同涡流器压降和油压下,SMD和喷雾锥角随着文氏管长度增加而增大。