旋流射流式喷射混合器内液体混合特性研究

发布时间：2021-02-12 15:21

　　本论文以旋流射流式喷射混合器为研究对象,采用实验研究和数值模拟相结合的方法,对混合器内液体混合过程进行了研究。分析并考察了混合器的结构参数（包括旋流的加入位置和射流角度的改变）和操作条件（包括射流流体和主流流体的速度比和混合流体雷诺数的变化）对液体混合过程的影响。论文实验部分采用平面激光诱导荧光技术（PLIF）对混合过程进行研究,结果表明在射流中引入旋流时,相同速度比条件下不同射流角度混合器具有不同的混合效果,存在着最佳射流角度;而相同结构的混合器在不同速度比条件下混合效果也不相同,存在着最佳混合速度比;当速度比大于一定值时,不同射流角度的混合器会出现不同程度的“反溅”现象,但“反溅”出现的位置有所不同,分别为混合管中心处和贴近管壁附近两个位置。主流中引入旋流时,与未引入旋流相比,不仅可以抑制射流孔下方混合“死区”的出现,而且相同速度比条件下浓度场分布更加均匀,“反溅”现象不再明显,混合效果得到显著改善。另外流体混合雷诺数的增加对浓度场分布和90%混合距离影响较小,但能明显缩短90%混合时间。在PLIF实验的基础上,本论文通过大涡模拟,采用动态动能亚格子应力模型对旋流射流式喷射混合器内... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言及文献综述
    1.1 前言
    1.2 混合设备的分类及应用
        1.2.1 射流喷射混合器
        1.2.2 旋流混合器
        1.2.3 其他类型混合器
    1.3 液体混合过程实验研究方法
        1.3.1 平面激光诱导荧光技术
        1.3.2 激光多普勒测速技术
        1.3.3 粒子图像测速技术
    1.4 液体混合过程数值模拟方法
        1.4.1 直接数值模拟（DNS）
        1.4.2 雷诺时均法（RANS）
        1.4.3 大涡模拟方法（LES）
    1.5 课题的提出
第二章 液体混合过程PLIF实验研究
    2.1 喷射器的结构
    2.2 实验装置与实验方法
        2.2.1 PLIF测量系统及参数设置
        2.2.2 PLIF实验结果标定
        2.2.3 实验结果表征方法
    2.3 旋流射流式喷射混合器操作条件
    2.4 实验结果与讨论
        2.4.1 射流引入旋流对混合过程的影响
        2.4.2 主流引入旋流对混合过程的影响
        2.4.3 雷诺数的影响
    2.5 本章小结
第三章 旋流射流混合过程大涡模拟
    3.1 大涡模拟及亚格子应力模型
    3.2 数值模拟参数的设定
    3.3 大涡模拟结果验证
        3.3.1 无因次璧面距离y+值统计
        3.3.2 能谱分析
        3.3.3 时均浓度分布对比
    3.4 大涡模拟结果分析
        3.4.1 射流引入旋流对湍流混合特性影响
        3.4.2 .主流引入旋流对湍流混合特性影响
    3.5 本章小结
第四章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
硕士期间科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Large eddy simulation of unconfined turbulent swirling flow[J]. ZHANG HongDa,HAN Chao,YE TaoHong,ZHANG JiMin,CHEN YiLiang.  Science China（Technological Sciences）. 2015(10)
[2]液-液快速混合设备研究进展[J]. 骆培成,程易,汪展文,金涌,杨万宏.  化工进展. 2005(12)

硕士论文
[1]快速喷射混合强化共沉淀反应过程实验研究与数值模拟[D]. 方宜.东南大学 2016



本文编号：3031064