基于阶跃射流的撞击流反应器流场动态特性分析

作     者：张建伟 安丰元 董鑫 冯颖 ZHANG Jianwei;AN Fengyuan;DONG Xin;FENG Ying

作者机构：沈阳化工大学机械与动力工程学院辽宁沈阳110142 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2022年第73卷第2期

页      面：622-633页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(21476141) 辽宁省兴辽英才计划项目(XLYC1808025) 中央引导地方科技发展专项(2020JH6/10500051) 辽宁省教育厅科学研究经费项目(LQ2020017,LJ2020036) 

主　　题：撞击流 动态调节 数值模拟 湍流 实验验证 

摘      要：利用实验与数值模拟方法对动态阶跃型撞击流反应器流场特性进行研究,分析不同入口速度条件下流体流动规律、湍流特性以及能量水平。结果表明,动态阶跃型入口条件下,撞击面在两喷嘴之间周期性移动,流动参数也会发生周期性变化。随着入口平均速率的增大,驻点速度逐渐增大;随着两喷嘴入口速率差的增加,撞击面移动速度加快,撞击区流体湍流强度逐渐增加;随着入口平均速率与入口速率差的增大,XOZ平面在一个周期内的平均湍动能逐渐减小。对比动态撞击流反应器与稳态撞击流反应器内流场特性,探究动态入口条件对撞击流反应器流场特性的影响。结果表明,动态阶跃撞击流反应器湍流黏度、湍流强度和湍动能等参数均明显高于稳态撞击流反应器,撞击轴线上的湍动能梯度分布大于稳态撞击流反应器。动态入口条件下撞击流反应器流体湍动更剧烈,能量水平更高,有利于增加流场内流体扰动与促进混合。