自激脉冲空化射流臭氧分解特性研究
发布时间：2021-10-25 03:11
步入21世纪以来,工业、制造业等诸多产业都得到了长远的发展,但是由此所引发的水体污染愈发严重,同时水产养殖业的规模扩大造成的水体缺氧问题也引起了人们的足够重视。因此空化射流和臭氧分解相结合,射流空化时的空化效应可以对水体起到净化作用,生成的氧气又对水体起到充氧作用,有着非常广阔的研究前景。本文对以下内容做了研究:（1）基于自激脉冲空化射流形成的基本原理,分析计算了自激脉冲腔室内部流场内空化气泡的生成、发展和溃灭过程以及单个气泡在流场中的运动,分析喷嘴腔室内部流场最大压力所在位置,同时对湍流模型、空化模型和多相流模型进行分析和确定。（2）基于Fluent搭建的平台进行自激脉冲腔室内部流场数值分析和网格无关性验证,网格密度为22万,网格收敛范渐进范围为1.06的网格已经很好的满足网格无关性要求;分别对臭氧入口位置位于上侧和左侧的喷嘴设计进行腔室内部臭氧分布和压力分布进行数值分析与模拟,运用三线法分析确定臭氧最佳入口位置;同时发现臭氧入口位置的改变对于腔室内部压力变化无明显的影响,不影响腔室内部的反应;不同碰撞角下的臭氧分布和压力分布各有优点,采取何种碰撞角度需要对比后续的空化反应和化学反应...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－１喷嘴的轮廓简图??－
山东大学硕士学位论文??由于喷嘴内部腔体结构呈对称，设置臭氧进气入口后，可以选择将其简化为在??ＩＣＥＭ网格划分软件中将其简化为二维轴对称模型，进行网格划分和无关性验证，??臭氧入口可以选择位于左侧或者上侧，将在下一章作更为详细的优化和数值分析??图３－２是选取臭氧入口位于左侧的二维轴对称模型简图。??＾?、?外壁面??奥氧入「＿１?＞??＼???７?撞击面??．丨凡５嘴「￡＾－－－－－－－－?对称轴?下跄嘴??＼！?１?Ｉ?／，?ｘ?ｙ?，????Ｚ，．?１????、网格细丨ｉ＇展￥部分??－０．０１?０￣０．０１?０．０２?０．０３?０．０４?０．０５?０．０６?０．０７?０．０８?０．０９?０．１?０．１１?０．１２?０．１３?０．１４?０．１５?０．１６?０．１７?０．１８?０．１９?０．２?０．２１?０．２２??Ｘ轴肀标??图３－２二维轴对称模型简图??３．２．２网格无关性验证??ＣＦＤ计算方法可以求解理论分析无法解决的复杂多变得流体运动方程，同时??与实验方法相比更加经济实用，但是ＣＦＤ作为一种近似求解方法，其精确度受多??方面因素影响［６５￣６￣。网格数量、网格质量、时间步长等就是在进行数值模拟的时候??不可忽视的因素，需要尽可能消除这方面的误差，保证模拟的精确性。因此对网格??无关性的验证这一流程就显得十分必要。??在本课题研宄中，进行网格无关性验证时，总共设置了从１．３万到８９万的四??套不同密度的网格，相邻密度网格的增长比例为４，具体参数设置如表３－１所示。??如图３－３所示，为展示方便，选择图３－２所示的喷嘴入口和臭氧入口处的局部网格??作为细节展示，图３－３
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【参考文献】：
期刊论文
[1]旋转填充床中臭氧氧化处理兰炭废水生化出水[J]. 常佳伟,樊金梦,王伟,赵磊,邵磊. 化工环保. 2020(02)
[2]基于不同湍流模型的挡板绕流数值模拟[J]. 王军锋,许浩洁. 江苏大学学报(自然科学版). 2020(01)
[3]利用CFD多相流模型优化设计沼气料液搅拌流场的方法研究[J]. 黄如一,黄正昕,冉毅,熊霞,梅自力,王军,孔垂雪. 中国沼气. 2019(05)
[4]有关自激脉冲空化射流发生器的发展技术[J]. 金垚,李福宝. 技术与市场. 2019(10)
[5]自激振荡腔空化特性的数值仿真及试验研究[J]. 刘晓雄,聂松林,纪辉,白晓蓉. 液压与气动. 2019(07)
[6]臭氧氧化技术在水处理中的应用进展[J]. 惠海涛. 工业用水与废水. 2019(02)
[7]空化射流技术的应用进展与前瞻性分析[J]. 程效锐,张舒研,陈红杏,常正柏. 能源化工. 2018(04)
[8]自激振荡雾化喷嘴结构优化与仿真[J]. 杨晓毅,邓晓刚. 科技与创新. 2018(10)
[9]基于不同空化模型NACA66水翼三维空化特性数值研究[J]. 郑小波,刘莉莉,郭鹏程,洪锋. 水动力学研究与进展（A辑）. 2018(02)
[10]自激振荡脉冲喷嘴空化效应及其射流形态的数值分析[J]. 汪朝晖,胡亚男,饶长健,邓晓刚. 中国机械工程. 2017(13)
博士论文
[1]光催化反应器中光辐射场与光催化表面反应数值模拟[D]. 王鑫.天津大学 2014
[2]柴油机喷嘴内空化效应的机理及射流破碎特征的研究[D]. 张军.天津大学 2010
硕士论文
[1]低压大流量自激脉冲空化射流打击特性研究[D]. 于秀芳.山东大学 2016
[2]喷嘴结构参数对自激脉冲空化射流的影响研究[D]. 李文珂.山东大学 2015
[3]低压自激脉冲空化射流的空泡运动特性研究[D]. 胡涛.山东大学 2014
[4]低压自激脉冲空化射流喷嘴内部流场研究[D]. 刘恩孝.山东大学 2013
[5]空化射流工艺处理含油废水试验研究[D]. 冯晓环.长安大学 2007
本文编号：3456532
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－１喷嘴的轮廓简图??－
山东大学硕士学位论文??由于喷嘴内部腔体结构呈对称，设置臭氧进气入口后，可以选择将其简化为在??ＩＣＥＭ网格划分软件中将其简化为二维轴对称模型，进行网格划分和无关性验证，??臭氧入口可以选择位于左侧或者上侧，将在下一章作更为详细的优化和数值分析??图３－２是选取臭氧入口位于左侧的二维轴对称模型简图。??＾?、?外壁面??奥氧入「＿１?＞??＼???７?撞击面??．丨凡５嘴「￡＾－－－－－－－－?对称轴?下跄嘴??＼！?１?Ｉ?／，?ｘ?ｙ?，????Ｚ，．?１????、网格细丨ｉ＇展￥部分??－０．０１?０￣０．０１?０．０２?０．０３?０．０４?０．０５?０．０６?０．０７?０．０８?０．０９?０．１?０．１１?０．１２?０．１３?０．１４?０．１５?０．１６?０．１７?０．１８?０．１９?０．２?０．２１?０．２２??Ｘ轴肀标??图３－２二维轴对称模型简图??３．２．２网格无关性验证??ＣＦＤ计算方法可以求解理论分析无法解决的复杂多变得流体运动方程，同时??与实验方法相比更加经济实用，但是ＣＦＤ作为一种近似求解方法，其精确度受多??方面因素影响［６５￣６￣。网格数量、网格质量、时间步长等就是在进行数值模拟的时候??不可忽视的因素，需要尽可能消除这方面的误差，保证模拟的精确性。因此对网格??无关性的验证这一流程就显得十分必要。??在本课题研宄中，进行网格无关性验证时，总共设置了从１．３万到８９万的四??套不同密度的网格，相邻密度网格的增长比例为４，具体参数设置如表３－１所示。??如图３－３所示，为展示方便，选择图３－２所示的喷嘴入口和臭氧入口处的局部网格??作为细节展示，图３－３
第３章空化射流喷嘴模拟优化设计??此最终确定采用图３－３中的ｃ组网格即２２万网格密度进行模拟计算。??表３－１网格无关性验证的参数设置??网格组?标准化网格尺度?网格数量??１?８?１．３?万??２?４?５．３?；ｉ??３?２?２２?万??４?１?８９?））??（ａｉ?（ｂ）??．．．?？?Ｂｆｃ—??．．．．．．．．．．：??－－．＊?＊?＊?‘?？???????????？－?？?＼?Ｔ，?３Ｘ?．?２ＫＩ??．丄：．．．．．■?－：?＾：：：?■■?ｊｕｔ酝ｉｓ■．霉??（ｃ）?（ｄ）??：：??图３－３喷嘴入口处的不同网格密度图??１?１５?ｐ－????????■．…－??—????＿?「一?５—网格数量１?３万｜??、?□?网格败最５?３万??－ｖ?ｘ?Ａ?网格败看２２万??＞Ｑ１?１２?＼?＞?网格》羅８９万??＇ｉ?、?■?琿杳《外飧值??、??瑷査轟外推碩??＾?＼??哦?１?０９?、??长?＼??浼?｜?、??１，０６?Ａｖ??ｍ??－１０３??１〇?１２３４５６７８??标准化网格尺寸??图３－４不同网格密度在测点Ａ处的液体速度ｖ／ｖｕ??２３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]旋转填充床中臭氧氧化处理兰炭废水生化出水[J]. 常佳伟,樊金梦,王伟,赵磊,邵磊. 化工环保. 2020(02)
[2]基于不同湍流模型的挡板绕流数值模拟[J]. 王军锋,许浩洁. 江苏大学学报(自然科学版). 2020(01)
[3]利用CFD多相流模型优化设计沼气料液搅拌流场的方法研究[J]. 黄如一,黄正昕,冉毅,熊霞,梅自力,王军,孔垂雪. 中国沼气. 2019(05)
[4]有关自激脉冲空化射流发生器的发展技术[J]. 金垚,李福宝. 技术与市场. 2019(10)
[5]自激振荡腔空化特性的数值仿真及试验研究[J]. 刘晓雄,聂松林,纪辉,白晓蓉. 液压与气动. 2019(07)
[6]臭氧氧化技术在水处理中的应用进展[J]. 惠海涛. 工业用水与废水. 2019(02)
[7]空化射流技术的应用进展与前瞻性分析[J]. 程效锐,张舒研,陈红杏,常正柏. 能源化工. 2018(04)
[8]自激振荡雾化喷嘴结构优化与仿真[J]. 杨晓毅,邓晓刚. 科技与创新. 2018(10)
[9]基于不同空化模型NACA66水翼三维空化特性数值研究[J]. 郑小波,刘莉莉,郭鹏程,洪锋. 水动力学研究与进展（A辑）. 2018(02)
[10]自激振荡脉冲喷嘴空化效应及其射流形态的数值分析[J]. 汪朝晖,胡亚男,饶长健,邓晓刚. 中国机械工程. 2017(13)
博士论文
[1]光催化反应器中光辐射场与光催化表面反应数值模拟[D]. 王鑫.天津大学 2014
[2]柴油机喷嘴内空化效应的机理及射流破碎特征的研究[D]. 张军.天津大学 2010
硕士论文
[1]低压大流量自激脉冲空化射流打击特性研究[D]. 于秀芳.山东大学 2016
[2]喷嘴结构参数对自激脉冲空化射流的影响研究[D]. 李文珂.山东大学 2015
[3]低压自激脉冲空化射流的空泡运动特性研究[D]. 胡涛.山东大学 2014
[4]低压自激脉冲空化射流喷嘴内部流场研究[D]. 刘恩孝.山东大学 2013
[5]空化射流工艺处理含油废水试验研究[D]. 冯晓环.长安大学 2007
本文编号：3456532
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