检索结果-南通市图书馆

自激振荡脉冲雾化喷嘴内空化云形态及其对雾化性能的影响

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

自激振荡脉冲雾化喷嘴内空化云形态及其对雾化性能的影响

作者：潘正江武汉科技大学

学位级别：硕士

喷嘴内部的空化现象对于加强射流的雾化效果具有重要的影响。自激振荡脉冲雾化喷嘴因其特殊的几何结构能够使射流具有脉冲空化效应,从而有效提高射流的喷雾性能,故对其喷雾特性的研究对射流喷雾技术的发展具有重要意义。本文通过研究喷... 详细信息

喷嘴内部的空化现象对于加强射流的雾化效果具有重要的影响。自激振荡脉冲雾化喷嘴因其特殊的几何结构能够使射流具有脉冲空化效应,从而有效提高射流的喷雾性能,故对其喷雾特性的研究对射流喷雾技术的发展具有重要意义。本文通过研究喷嘴内部瞬态流动结构及演变形态分析了喷嘴内瞬态结构对喷嘴喷雾性能的影响;在联合喷嘴内外流场的基础上探究了自激振荡脉冲雾化喷嘴的喷雾性能。主要研究内容有:(1)基于有限元分析中的湍流模型、多相流模型和空化模型等数学模型的优缺点、应用特点以及适用范围,提出了耦合LES/Mixture/Schnerr-Saurer的计算方法来计算自激振荡脉冲雾化喷嘴内部气液两相流的瞬态流动,并通过对比试验结果验证所提数学模型的正确性。(2)利用建立起的LES/Mixture/Schnerr-Saurer数学模型对自激振荡脉冲雾化喷嘴内空化云的瞬时流动形态展开研究,分析了一个振荡周期内空化云的演变规律、不同雷诺数对空化云体积分数的影响,以及不同形态的空化云对喷嘴喷雾性能的影响。(3)建立起喷嘴内外流场的欧拉—拉格朗日喷雾模型,通过对比研究自激振荡雾化喷嘴与常规喷嘴的喷雾形态探究了空化泡溃灭和脉冲效应对喷嘴喷雾特性的影响。通过分析不同结构参数对索特尔平均直径、喷雾锥角和喷雾贯穿距的影响得到了结构参数对雾化性能的影响规律及具有较好喷雾效果的喷嘴结构参数范围。

关键词：自激振荡脉冲雾化喷嘴空化云空化泡溃灭结构参数喷雾性能

湍流模型对风琴管喷嘴空化射流数值模拟的影响分析

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

科学技术与工程 2024年第15期24卷 6346-6353页

作者：杨新霞闫月娟徐艳李森刘海水刘幸倩东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室大庆163318

针对不同湍流模型对空化射流流场数值模拟影响问题,基于ZGB(Zwart-Gerber-Belamri)空化模型和WALE(wavelet analysis of Lagrangian errors)亚格子模型,采用大涡模拟(large eddy simulation,LES)和RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes)模型对风琴管喷嘴空化射流流场进行数值模拟研究,分析内外流场的压力分布、速度分布以及空化云演变规律,并将空化云演变规律与实验结果进行对比分析。结果表明,LES模型速度、压力分布更符合实际情况,空化云演变规律与高速摄像拍摄结果基本吻合,LES模型可以更准确地模拟风琴管喷嘴空化射流流场,对风琴管喷嘴结构优化、打击力度与目标靶距的预测更准确。

关键词：风琴管喷嘴空化射流湍流模型大涡模拟空化云

文丘里管不同空化阶段空化不稳定特性的试验研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

机械工程学报 2018年第2期54卷 209-215页

作者：龙新平王炯左丹章君强季斌水射流理论与新技术湖北省重点实验室武汉430072 武汉大学动力与机械学院武汉430072

采用高速摄像技术研究文丘里管在空化数分别为0.76、0.51、0.26的三种不同状态下的空化流动现象,比较不同工况下空化云脱落的具体方式,利用图像处理工具分析空化云面积的变化规律,研究空化云脱落和各测压点压力变化之间的关联关系。结... 详细信息

采用高速摄像技术研究文丘里管在空化数分别为0.76、0.51、0.26的三种不同状态下的空化流动现象,比较不同工况下空化云脱落的具体方式,利用图像处理工具分析空化云面积的变化规律,研究空化云脱落和各测压点压力变化之间的关联关系。结果表明,空化云从文丘里管喉管起始段近壁面处生成以后,逐渐向下游发展,在不同空化阶段呈周期性的以不同的方式脱落。随着空化数的减小,空化云脱落方式由单一的上下同时脱落向单边脱落转变,而单边脱落又以下边脱落为主。当空化非常剧烈时,在扩散管内出现多段不连续的团状空化云。另外,空化云脱落与扩散管内3个不同位置的压力脉动有很强的关联性,而与喉部内压力脉动关联不大。空化云脱落的主频与扩散管内压力脉动主频几乎完全对应,且随着空化程度的加剧而递减,对应主频分别为275.9 Hz、176.8 Hz、12 Hz。

关键词：文丘里管高速摄像技术空化云压力脉动脱落

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

绕水翼云状空化流动特性的研究

工程热物理学报 2008年第1期29卷 71-74页

作者：张敏弟王国玉董子桥李向宾张博高德明北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081

采用高速全流场显示技术分别观测了绕超空化水翼和Clark-Y型水翼的云状空化。结果表明:绕超空化水翼和Clark-Y型水翼的云状空化具有相同的变化过程,即:生成、成长、膨胀、脱落和消失溃灭五种状态,两种空化云流动都具有明显的脱落周期和... 详细信息

采用高速全流场显示技术分别观测了绕超空化水翼和Clark-Y型水翼的云状空化。结果表明:绕超空化水翼和Clark-Y型水翼的云状空化具有相同的变化过程,即:生成、成长、膨胀、脱落和消失溃灭五种状态,两种空化云流动都具有明显的脱落周期和脱落轨迹。在翼型尾部存在的反方向射流,致使空化旋涡脱落;尽管模型尺度、来流速度和空化数基本相同,但由于超空化水翼与Clark-Y型水翼断面形状不同,使翼型尾部的反方向射流强度不同,故与来流相互作用强度不同,导致绕两种水翼的空化云脱落周期不同。在本文实验条件下,绕超空化水翼空化云和Clark-Y型水翼空化云的脱落频率分别为13.5 Hz和19 Hz。

关键词：高速全流场显示技术水翼空化云

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

液体薄层中的超声空化

应用声学 2018年第5期37卷 614-635页

作者：白立新吴鹏飞李超邓京军曾志杰中国科学院声学研究所声场与声信息国家重点实验室北京100190

液体薄层中的超声空化,因其边界及所处空间的特殊性,而呈现出非常独特的空化结构和演化行为,在超声清洗、超声钎焊、表面处理、近场声悬浮、超声化学等领域都有所应用。该文梳理了近几年该课题组在液体薄层中的超声空化研究中的一些成果... 详细信息

液体薄层中的超声空化,因其边界及所处空间的特殊性,而呈现出非常独特的空化结构和演化行为,在超声清洗、超声钎焊、表面处理、近场声悬浮、超声化学等领域都有所应用。该文梳理了近几年该课题组在液体薄层中的超声空化研究中的一些成果,力图揭示液体薄层内空泡、空化云、空化场的运动和分布规律,及其产生、发展和演化过程,以期对液体薄层中的超声空化行为有一个相对清晰和完整的认识。

关键词：超声空化空化结构空化云空泡液体薄层

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

淹没工况下不同结构喷嘴空化水射流特性研究

淹没工况下不同结构喷嘴空化水射流特性研究

作者：于海涛东北石油大学

学位级别：硕士

空化水射流的基本原理是将水射流技术与空化效应相结合,通过设计特殊的喷嘴结构诱发射流产生空化泡,空化泡随射流运动到壁面附近时发生溃灭,产生的微射流和冲击波对物体表面产生强大的破坏作用。空化水射流技术因具有冲击能量强、工作... 详细信息

空化水射流的基本原理是将水射流技术与空化效应相结合,通过设计特殊的喷嘴结构诱发射流产生空化泡,空化泡随射流运动到壁面附近时发生溃灭,产生的微射流和冲击波对物体表面产生强大的破坏作用。空化水射流技术因具有冲击能量强、工作压力低、绿色环保等优点在深井钻探、清洗除锈、金属表面强化等领域具有广泛应用前景。本文基于理论分析、数值模拟和实验研究对缩放喷嘴、风琴管喷嘴和角型喷嘴空化水射流特性进行研究。基于水射流理论,确定喷嘴结构。基于多相流模型、空化模型和湍流理论,对风琴管喷嘴流场进行数值模拟,优化扩散段结构,得出风琴管喷嘴当扩散角为25度时空化射流效果最好。对三种喷嘴的空化水射流流场进行数值模拟,得到了三种喷嘴的速度分布、流线分布、湍动能分布和压力分布。结果表明,缩放喷嘴的射流剪切发生在缩放喷嘴出口腔内,风琴管喷嘴和角型喷嘴发生在喷嘴出口附近,缩放喷嘴产生的射流剪切最剧烈。从射流速度分布看,缩放喷嘴的射流速度最低,分布半径最大,三种喷嘴的射流速度,在距离出口小于8mm时风琴管喷嘴最高,大于8mm时角型喷嘴最高。利用高速摄像技术对相同工况下三种喷嘴产生的空化云进行拍摄,采用帧差处理法对空化云的溃灭和生成进行分析。研究发现,三种喷嘴产生的空化云均存在初生、发展、脱落、溃灭四个周期性发展规律,但三种喷嘴产生的空化云在尺寸、脱落形态、溃灭周期方面存在差异,缩放型喷嘴的溃灭云团尺寸最大。在相同工况下对三种喷嘴进行铝块空蚀实验,结果表明,三种喷嘴的空蚀形貌均呈现环形分布。随着射流靶距的增加,三种喷嘴的空蚀能力先增强后减弱,空蚀能力均在45mm时达到最佳,缩放喷嘴的空蚀能力最强。在最佳靶距下对三种喷嘴进行不同时长的空蚀实验发现,随着空蚀时间增加,空蚀环外径增大而内径减小,空蚀质量损失及空蚀面积等均呈现不同的增长趋势。对三种喷嘴进行不同时长的除锈试验发现,缩放喷嘴的除锈效果最佳。通过上述研究,探讨三种喷嘴的空化水射流流动规律及空蚀特性,可为不同结构空化喷嘴的形成机理分析提供借鉴,同时也可为空化水射流技术的高效利用提供理论指导。

关键词：水射流喷嘴高速摄像空化云空蚀

自激振荡脉动流抑制超临界CO2传热恶化特性和机理研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

自激振荡脉动流抑制超临界CO2传热恶化特性和机理研究

作者：李丹重庆大学

学位级别：硕士

CO作为一种无毒、不可燃的自然工质,因其具有稳定的化学性质和优良热物性被广泛应用于各类新型发电系统和低品位余热回收中,不仅能够显著减小热力系统的体积,还能够有效提高循环热效率。超临界CO的热物性在拟临界点(T)附近随着温度变化... 详细信息

CO作为一种无毒、不可燃的自然工质,因其具有稳定的化学性质和优良热物性被广泛应用于各类新型发电系统和低品位余热回收中,不仅能够显著减小热力系统的体积,还能够有效提高循环热效率。超临界CO的热物性在拟临界点(T)附近随着温度变化十分剧烈,产生复杂的边界层结构,引发传热强化与恶化。传热恶化通常伴随着壁面温度的突升和传热系数的骤降,使得换热过程的不可逆损失增加,系统的循环热效率降低,且会加速管道的腐蚀,严重时发生爆管现象对系统的安全造成极大危害。自激振荡脉动流强化传热技术作为一种无源强化传热技术,腔体结构简单、体积小、无需附加能量来产生扰动。因此,本文引入Helmholtz自振腔开展抑制超临界CO在竖直管内向上流动换热时发生的传热恶化的实验和数值模拟研究,为有效抑制超临界CO管内传热恶化提供有价值的基础数据和物理模型。首先,开展自激振荡脉动流抑制超临界CO传热恶化的实验研究,实验的压力为8 MPa,质量流率为350～450 kg/(m·s),热流密度为30～72 k W/m,入口温度为288.15 K。在相同工况下,与超临界CO在光管内的传热比较,获得自激振荡脉动流在不同工况下抑制传热恶化的特性。实验结果表明自激振荡脉动流能够显著降低壁面温度的峰值,改善超临界CO的传热性能,在光管内的传热恶化区域强化作用最突出,远离恶化区域强化传热比逐渐减小。且在拟临界点前的似液体区,传热性能参数沿着流动方向发生微小振幅的振荡。在质量流率为450kg/(m·s),热流密度为56 k W/m时局部和平均传热系数可分别增加至光管的5.79倍和3.41倍。其次,为了揭示自激振荡脉动流抑制超临界CO传热恶化的作用机理和规律,采用SST k-ω湍流模型模拟稳定流与脉动流作用下超临界CO在竖直管内向上流动的传热特性,分析了热流密度、脉动幅值以及脉动周期对整体传热性能的影响。结果表明在高热流密度下脉动流抑制超临界CO传热恶化的效果更佳。当入口脉动流参数平均质量流率为800 kg/(m·s)、脉动周期为0.008 s、脉动幅值为52kg/(m·s),热流密度为200 k W/m时,可使传热恶化点的峰值降低100 K。在脉动流作用下,流体截面“M”型速度分布出现得更晚且更加平缓,峰值点离近壁面区域更远,粘性底层的(y空化现象发生,形成空化云,并随着时间的变化过程导致脉动流能量的聚集与释放,进而将Helmholtz自振腔入口处的稳定流转换为出口处的脉动流。且重要运行和结构参数对脉动流特性产生显著影响,随着入口压力的升高,脉动流的脉动加剧,主频向着高频方向移动。在本文研究的范围内,当无量纲的腔体直径(D/d)和腔体长度(L/d)分别为11.5和4.0时,出口速度脉动的幅值可高达2.093 m/s和1.1 m/s。

关键词：超临界CO2 Helmholtz 自激振荡脉动流传热恶化空化云

结石表面曲率对HIFU碎石过程影响的实验分析

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

结石表面曲率对HIFU碎石过程影响的实验分析

作者：王飞彪清华大学

学位级别：硕士

肾结石病是一种常见病，在我国发病规模逐年增大。目前肾结石病的治疗方式如外科手术、体外冲击波碎石术等都存在副作用大、治疗效果差等弊端。随着超声空化现象的深入研究，越来越多的研究者开始致力于将超声空化运用于肾结石病的体外... 详细信息

肾结石病是一种常见病，在我国发病规模逐年增大。目前肾结石病的治疗方式如外科手术、体外冲击波碎石术等都存在副作用大、治疗效果差等弊端。随着超声空化现象的深入研究，越来越多的研究者开始致力于将超声空化运用于肾结石病的体外治疗。高强度聚焦超声(HIFU-High Intensity Focused Ultrasound)在液体中可以诱发强烈的空化现象，这种空化现象以空化云的形式出现。当这些空化云作用于肾结石时，空化泡破碎产生的高温高压以及微射流将会快速磨蚀肾结石，粉末可达微米级大小，足以快速排出体外。考虑到结石的不规则形状，本文通过改变由结石作用面曲率定义的参数ξ（ξ越大曲率越小;ξ=1时，结石作用面为平面）研究不同形状结石的碎石过程，并通过高速摄影和声致发光的方法观察和测量空化云的行为。具体来说，本文建立了一套完整的超声空化碎石试验台，使用高强度聚焦超声换能器以及其配套设施产生聚焦空化场，制作不同曲率仿天然结石进行碎石试验，并通过3D扫描研究其体积损失随时间的变化。在除气NaCl溶液中，利用高强度脉冲激光诱发空化核定位空化云位置，使用高速摄像机记录空化云在聚焦超声场中的运动。在配置的鲁米诺溶液中，利用单反相机和光电倍增管观察、测量空化云造成的声致发光分布。主要研究结论如下：（1）超声空化碎石过程分两个阶段，第一阶段结石磨蚀由边缘开始，随后向中心靠拢。结石截面积逐渐增加，当达到空化云作用面面积（超声声场焦域截面积）时，外缘将不会被磨蚀进入第二阶段。在碎石开始阶段（0-30s），曲率更大（ξ更小）的结石模型获得了更快的碎石速度，随着曲率增加（ξ减少），体积损失越来越大，但在0.5后，体积损失的变化不再明显。（2）超声波在障碍物处反弹形成驻波，使空化云的上升过程出现脉动现象，在接触曲率壁面后，由于声流和壁面顶端的分流作用，空化云的振动区域在顶端附近形成环形区域。障碍物曲率的变化将会对空化云上升的速度有所影响，曲率更大（ξ更小）的壁面对应的空化云上升速度更快，反之则速度更慢。（3）加入结石模型后整体空化强度提高，结石周围形成回流，导致结石模型下方出现阻滞区域。这种情况随着ξ的逐步增大（曲率减小）越来越明显。结石模型的处于焦域中心偏上位置空化强度最高。

关键词：高强度聚焦超声超声空化碎石空化云高速摄影声致发光

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

弯曲文丘里环隙型水力空化发生器的特性

净水技术 2021年第2期40卷 136-141页

作者：曾志杰马雨航白立新中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

尝试提出了2种兼具文丘里、弯头、反弧、环隙特征的新型水力空化发生器,并借助高速摄影技术,采用准二维薄层流道结构对这种流动形式的空化特性进行试验研究。研究发现:这种结构可以在较低的压力下发生空化;空化云的空间占比较高;空泡的... 详细信息

尝试提出了2种兼具文丘里、弯头、反弧、环隙特征的新型水力空化发生器,并借助高速摄影技术,采用准二维薄层流道结构对这种流动形式的空化特性进行试验研究。研究发现:这种结构可以在较低的压力下发生空化;空化云的空间占比较高;空泡的空间分布呈现窝状结构。结果表明,该发生器是一种具有潜在优势的水力空化发生装置。

关键词：文丘里水力空化微泡发生器空化云