明槽均匀紊流的水力特性

由于工程实践的需要，人们对明槽水流进行了大量的研究。近年来借助于激光测速技术使研究工作取得了一些进展。本文对明槽紊流的一些研究成果进行了总结与讨论。

非设计工况下离心叶轮内湍流场的LDV测量

利用激光多普勒测速仪(LDV)对后弯闭式离心叶轮内部气流在非设计工况下的流动进行了实验测量。对比描述了大于和小于设计流量时叶轮流道回转流面上主流速度的分布特点,径向流面上的速度矢量图更清晰地说明了不同进口条件导致流道内气流流动产生分离的位置、强度以及发展的差异。二次流矢量图表明流量的改变影响了离心力和哥氏力在流动中的作用,导致在垂直于主流方向引起截然不同的二次涡旋流动。

大曲率弯道内湍流数值计算与测量

本文用k-ε两方程模型和激光多普勒测速仪研究了大曲率、小高宽比弯道内的湍流流动。实测发现湍流存在强烈的各向异性,最大时均速度u_(max)在25°截面后随θ角增大向外壁移动。计算发现用k-ε模型得到的时均速度u的结果与实验比较,在45°截面前,二者符合得很好,此后,存在较大误差。

LDA测量方截面U型旋转通道速度分布

为了深入了解旋转涡轮叶片内冷通道中的流动特性 ,用激光多谱勒测速仪 (LDA)测量了旋转U型通道中的平均速度分布。通道的横截面积为 5 0mm× 5 0mm ,弯管的平均半径与水利直径的比值为 0 6 5 ,旋转轴与弯管的曲率轴平行。在Re=10 5 时分别测量了转动数Ro =0 ,0 2和 - 0 2三种旋转状态下的速度分布。在这三种情况下弯管内侧θ =90°至下游一定范围内都有流动的分离出现。由于不同的旋转状态二次流的方向和强弱不同 ,导致了分离区大小和通道中速度分布的不同。

基于LDV的离心泵小流量工况内流场测量

为了研究离心泵中的脱流现象,利用二维激光多普勒测速仪对一低比转数带导叶扩压器离心泵叶轮在4种小流量工况下(0.75Qd,0.50Qd,0.40Qd和0.30Qd)的内部流动进行了精确测量.基于测量结果,得到了各种工况下测量点上的相平均速度场和湍流强度场.通过分析测量结果发现在工况0.75Qd下,叶轮内没有脱流发生.而在工况0.50Qd,0.40Qd和0.30Qd下,叶轮流道中呈现"两流道"脱流现象:相邻两个叶轮流道中的脱流大小和类型完全不同,但此时脱流呈现出120°的周期性,这可能与叶轮叶片数和扩压器导叶叶片数的比率(6∶9)有关.此外,对比分析了各种工况下各个速度分量和湍流强度的分布规律.结果显示:离心泵叶轮内的湍流强度随着流量的减小而增大.在离心泵叶轮出口附近,流量为0.75Qd时,最大湍流强度达到0.06(基于叶轮出口圆周速度u2);而对于工况0.50Qd,0.40Qd和0.30Qd,其最大湍流强度达到了0.12～0.14.

激光多普勒测速仪测量误差的估计和修正

用激光多普勒测速仪 (LDA)测量紊流的平均流速时带有系统误差。迄今为止的有关理论研究是不完整的。本文导出了一组准确的理论公式 ,既适用于有方向识别功能的LDA ,也适用于无方向识别功能的LDA。文章讨论了平均流速的测量误差及紊流度的测量误差 ,同时还给出了这些误差的修正方法。

应用激光多普勒测速仪研究湍流有旋自由射流

用激光多普勒测速仪对旋流器产生的强湍流有旋自由射流的速度场和湍流场进行了实验研究。实验结果表明，这种旋流器十分有利于中心回流区的形成，射流的平均速度分布沿轴向快速地衰减，有旋自由射流呈现湍流各向异性，特别是在回流区域中。本文对流场中湍流动量传递的方向进行了讨论。

应用共轴型二维激光测速系统测量孔板管流的湍流特性

本文发表了一种共轴型二维激光测速系统,可同时测量由三束入射光组成的平面内的二维速度分量。讨论了主要的测量误差并提出了一种修正共轴分量角度偏差的方法。应用该系统详细测量了单孔板和双孔板管流的轴向和径向平均速度。湍流度和雷诺切应力分布,表明来流条件对孔板下游的湍流特性有强烈影响。

3×3棒束间湍流流动的3D激光多普勒方法实验研究

子通道或者子通道间的流动搅混显著影响热传递性能。采用5光束3D激光多普勒测速(LDV)系统对3×3棒束间的流动速度进行测量。棒束组件带有简单的定位格架,格架中没有安装搅混装置。棒束的直径与棒间距根据真实燃料组件确定。测量区域选择在近出口段的位置,此位置距离定位格架较远,流动已是充分发展。测量窗口选择在侧边。采用2D LDV测量了1/4的子通道截面,试验记录了测试区域中的主流速度和湍流强度。