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气升式环流反应器液相流场的研究

化学反应工程与工艺 2005年第1期21卷 49-54页

作者：沈荣春束忠明黄发瑞戴迎春华东理工大学化学工程国家联合重点实验室上海200237

运用粒子图像测速仪(PIV)技术测量了一拟二维气升式环流反应器内液相流动状态,避开了气液两相成像带来的图像处理困难,成功测取了时均液相速度、瞬时雷诺应力、剪切应力等在反应器下降段内的分布;考察了反应器上升段进气量和反应器液位... 详细信息

运用粒子图像测速仪(PIV)技术测量了一拟二维气升式环流反应器内液相流动状态,避开了气液两相成像带来的图像处理困难,成功测取了时均液相速度、瞬时雷诺应力、剪切应力等在反应器下降段内的分布;考察了反应器上升段进气量和反应器液位高度对液相循环速度的影响;同时,对反应器三个具有代表性的流动部分进行了观测,获得了该反应器内液相流场具有代表性意义的速度分布图。研究结果为认识该类反应器的性能及进行反应器设计、优化提供了有价值的参考信息。

关键词：气升式环流反应器液相流场粒子图像测速仪液相循环速度反应器设计流动状态技术测量图像处理气液两相液相速度雷诺应力剪切应力液位高度研究结果代表性下降段进气量分布图

凹腔驻涡与支板稳焰组合加力燃烧室模型冷态流场试验

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航空动力学报 2012年第6期27卷 1347-1354页

作者：秦伟林何小民金义蒋波南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

利用粒子图像测速仪(PIV)对凹腔驻涡与支板稳焰组合加力燃烧室模型进行冷态流场测量,获得该加力燃烧室流场的变化规律和压力损失的变化情况.试验结果表明:随着偏转角(5°～17°)的增大,支板稳定器的整流效果变差,得到的流场的均匀性变差... 详细信息

利用粒子图像测速仪(PIV)对凹腔驻涡与支板稳焰组合加力燃烧室模型进行冷态流场测量,获得该加力燃烧室流场的变化规律和压力损失的变化情况.试验结果表明:随着偏转角(5°～17°)的增大,支板稳定器的整流效果变差,得到的流场的均匀性变差;随着进口马赫数(0.18～0.30)的增加,凹腔内旋涡结构变得完整,从凹腔出来的气流沿径向支板稳定器的穿透能力增加.气流在支板稳定器后形成了低速区回流区,随着进口马赫的增加,回流区的宽度有所增加;加力燃烧室的总压损失随进口马赫数的增加而增大,较常规V型稳定器的总压损失大.

关键词：加力燃烧室粒子图像测速仪凹腔与支板稳定器回流区整流总压损失

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错位六弯叶搅拌槽内假塑性流体的混合特性

高校化学工程学报 2012年第5期26卷 787-792页

作者：栾德玉周慎杰陈颂英青岛科技大学机电工程学院山东青岛266061 山东大学机械工程学院山东济南250061

在直径为0.21 m的搅拌槽内,使用FLUENT软件对错位六弯叶桨的流动场及混合性能进行了数值模拟。工作介质分别选用牛顿流体(水)和假塑性流体1.0%(wt)黄原胶水溶液,计算采用标准-湍流模型,并将牛顿流体的速度场分布与粒子图像测速仪(PIV)... 详细信息

在直径为0.21 m的搅拌槽内,使用FLUENT软件对错位六弯叶桨的流动场及混合性能进行了数值模拟。工作介质分别选用牛顿流体(水)和假塑性流体1.0%(wt)黄原胶水溶液,计算采用标准-湍流模型,并将牛顿流体的速度场分布与粒子图像测速仪(PIV)实验结果进行了比较。通过与标准六弯叶桨进行对比分析,阐述了错位桨用于假塑性流体搅拌时在混合速率和混合效率方面的特性。结果表明:速度矢量的计算值与PIV实验数据吻合较好,湍流模型的计算结果可靠;混合过程与流场结构密切相关,监测点位置对浓度变化有较大影响。错位六弯叶桨的混合时间数明显小于标准六弯叶桨,混合速率更高,同时错位六弯叶桨的混合效率大大高于标准六弯叶桨,单位体积混合能只有标准六弯叶桨的52%,具有节能功效,体现出错位桨的优越性。

关键词：错位六弯叶搅拌器假塑性流体混合效率粒子图像测速仪

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TAPS/MLDI低污染燃烧室油雾特性

航空动力学报 2012年第11期27卷 2421-2428页

作者：徐榕赵坚行刘勇颜应文王锁芳南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

采用粒子图像测速仪对一个带多点贫油直接喷射双环预混旋流燃烧室头部的低污染燃烧室油雾场进行了测量,试验研究不同燃油喷射方式时燃油流量变化对油雾特性的影响.结果表明:在试验工况下,粒径40μm左右的油珠数目最多,大于或小于此粒径... 详细信息

采用粒子图像测速仪对一个带多点贫油直接喷射双环预混旋流燃烧室头部的低污染燃烧室油雾场进行了测量,试验研究不同燃油喷射方式时燃油流量变化对油雾特性的影响.结果表明:在试验工况下,粒径40μm左右的油珠数目最多,大于或小于此粒径的油珠数目都较少;单开值班级喷嘴时,随着燃油流量增加,燃油雾化变差;单开主燃级喷嘴时,增加燃油流量使燃油雾化稍有改善.同时打开值班级和主燃级喷嘴,保持油气比不变时,值班级和主燃级燃油量分配比例改变对燃油雾化特性的影响不大.

关键词：多点燃油直接喷射双环预混旋流低污染燃烧室粒子图像测速仪油雾特性燃油雾化

喷嘴收缩角度对气固两相受限射流颗粒运动特性的影响

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高校化学工程学报 2022年第5期36卷 656-664页

作者：巴忠仁贾风辉赵建涛聂伟郝振华房倚天中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室山西太原030001 中国科学院大学化学工程学院北京100049 淄博理工学校山东淄博255100

颗粒运动特性是深入理解颗粒弥散和气固混合的关键,采用粒子图像测速仪(PIV)对不同收缩射流颗粒运动行为进行了研究;考察了喷嘴收缩角(α=20o,40o,60o,80o)和气体射流速度对颗粒轴向速度、径向速度和相干涡结构的影响。结果表明:与无收... 详细信息

颗粒运动特性是深入理解颗粒弥散和气固混合的关键,采用粒子图像测速仪(PIV)对不同收缩射流颗粒运动行为进行了研究;考察了喷嘴收缩角(α=20o,40o,60o,80o)和气体射流速度对颗粒轴向速度、径向速度和相干涡结构的影响。结果表明:与无收缩直管射流相比,喷嘴收缩效应使射流近场气固相间存在较大的轴向滑移速度,颗粒做加速运动。喷嘴收缩产生径向速度分量,使颗粒向射流轴线聚集,形成斜向撞击流,促进了射流动量由轴向向径向的转化。径向速度分量随喷嘴收缩角的增大而增大。气体射流速度增加,颗粒速度的滞后性和相间弛豫时间延长,加速区下移。喷嘴收缩加剧了射流剪切层的不稳定性,促使剪切层振荡卷起形成大尺度和高涡量的轴对称涡环。

关键词：气固两相射流喷嘴结构气固混合相干结构粒子图像测速仪

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偏心搅拌槽内宏观不稳定性的分离涡模拟

高校化学工程学报 2012年第2期26卷 228-234页

作者：杨锋苓周慎杰王贵超山东大学机械工程学院山东济南250061 山东大学能源与动力工程学院动力工程及工程热物理博士后流动站山东济南250061

为研究偏心搅拌槽内的宏观不稳定性,基于分离涡模型建立了偏心搅拌数值模拟方法。采用滑移网格法模拟搅拌桨的旋转,实现了偏心搅拌流场的非稳态模拟。对不同工况时的宏观不稳定性进行了频谱分析,讨论了偏心率、雷诺数和桨径比对宏观不... 详细信息

为研究偏心搅拌槽内的宏观不稳定性,基于分离涡模型建立了偏心搅拌数值模拟方法。采用滑移网格法模拟搅拌桨的旋转,实现了偏心搅拌流场的非稳态模拟。对不同工况时的宏观不稳定性进行了频谱分析,讨论了偏心率、雷诺数和桨径比对宏观不稳定频率的影响,并进行了PIV实验验证。研究表明,偏心搅拌槽内存在明显的宏观不稳定现象,其变化周期约为桨叶通过周期的10倍;PIV实验结果与分离涡模拟结果吻合较好,都表明偏心搅拌槽内的宏观不稳定频率随雷诺数的升高而增大,随偏心率的增大而减小,随桨径比的增大而增大。

关键词：偏心搅拌宏观不稳定性分离涡模拟计算流体动力学粒子图像测速仪

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燃气涡轮增压系统燃烧室设计

北京理工大学学报 2018年第3期38卷 247-254页

作者：刘洋马朝臣北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京石油化工学院机械工程学院北京102617

根据燃气涡轮增压系统结构要求,提出了一种新型滚流回流燃烧室结构,通过CFD数值模拟,研究其内部温度场和出口温度分布情况,确定了燃烧室的主要结构参数.采用粒子图像测速仪(PIV)测量燃烧室内筒头部的冷态流场,证明燃烧室头部存在滚流回... 详细信息

根据燃气涡轮增压系统结构要求,提出了一种新型滚流回流燃烧室结构,通过CFD数值模拟,研究其内部温度场和出口温度分布情况,确定了燃烧室的主要结构参数.采用粒子图像测速仪(PIV)测量燃烧室内筒头部的冷态流场,证明燃烧室头部存在滚流回流区,能够形成稳定的火焰区.在燃烧试验中,进行了贫油点火和贫油熄火试验研究.结果表明在一定流量范围内,文中燃烧室贫油点火及贫油熄火油气比均随进口马赫数的增大而增大;将文中燃烧室与外形尺寸相近的旋流进气燃烧室的总压恢复系数对比,结果表明相同的流量下文中燃烧室的总压恢复系数平均提高约2%.

关键词：燃气涡轮增压系统燃烧室滚流粒子图像测速仪

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混流式水轮机尾水管内部流场的PIV测试

机械工程学报 2006年第12期42卷 83-88页

作者：陈次昌李丹季全凯王军许巍巍西南石油大学机电工程学院成都610500 西华大学能源与环境学院成都610039 华中科技大学能源与动力工程学院武汉430000 东方电机股份有限公司试验中心德阳618000

以混流式水轮机尾水管为研究对象,设计构建了用于内部流场激光测量的模型水轮机尾水管试验台,对粒子图像测速仪(Panicle image velocimetry,PIV)技术测量水轮机尾水管内部流动的应用进行了实践。试验尾水管测试面由透明的有机材料制成,... 详细信息

以混流式水轮机尾水管为研究对象,设计构建了用于内部流场激光测量的模型水轮机尾水管试验台,对粒子图像测速仪(Panicle image velocimetry,PIV)技术测量水轮机尾水管内部流动的应用进行了实践。试验尾水管测试面由透明的有机材料制成,分别测试了在不同导叶开度下混流式水轮机尾水管的锥管段、肘管段出口、扩散段进出口不同测试位置上的瞬时速度,再通过时均处理,给出了速度、涡量及流线分布。在本试验条件下观察到锥管段内存在着与中心线垂直断面上的环形流动和小开度时子午面内的回流,肘管段和扩散段内产生了二次流,以及扩散段左右部分的流动不对称等现象。试验测量结果不仅加深了对尾水管内流动的理解,同时也为校验数值模拟结果提供了试验基础数据。

关键词：粒子图像测速仪尾水管流场导叶开度

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添加筛网对减阻流体湍流空间结构的影响

上海交通大学学报 2005年第11期39卷 1842-1846页

作者：王德忠董正方王松平张杰上海交通大学机械与动力工程学院上海200030

应用相位多普勒测速仪(PDA)和粒子图像测速仪(P IV)对添加筛网后的十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)减阻流体湍流流场进行试验研究,得到了减阻流体的速度脉动分布以及在筛网后不同位置的减阻流体湍流速度分布和平均速度分布.结果表明:添加筛... 详细信息

应用相位多普勒测速仪(PDA)和粒子图像测速仪(P IV)对添加筛网后的十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)减阻流体湍流流场进行试验研究,得到了减阻流体的速度脉动分布以及在筛网后不同位置的减阻流体湍流速度分布和平均速度分布.结果表明:添加筛网后,减阻流体的速度脉动明显增强,随着离网格距离的增大,速度脉动逐渐减弱最后趋于稳定;在靠近筛网处,平均速度分布趋向于和水的速度平均分布相一致,而在远离筛网处,其平均速度分布趋向于减阻流体不加筛网时的平均速度分布;随着筛网层数的增多,靠近网格处减阻流体湍流核心区明显增大,同时在近壁面处出现强烈的漩涡波动,瞬间速度空间分布趋近于水的速度空间分布,在远离筛网处,CTAC减阻流体过渡层明显增厚,在湍流核心区和过渡层之间出现小漩涡,表明被金属筛网破坏的胶束重新缔合成棒状胶束,恢复了减阻性能.

关键词：减阻流体湍流特性相位多普勒测速仪粒子图像测速仪