基于数值模拟技术的油气扩散风洞实验相似准则数研究

发布时间：2021-06-15 12:31

　　为揭示油气扩散规律,建立风洞平台,并以敞口式油罐为例,结合数值模拟技术,讨论储罐内油气扩散风洞实验准则数的适用性问题。发现不同液位下满足原型与模型的相似与雷诺数（Re）无关的临界雷诺数(Re_crit)均为22 436。在满足Re无关的基础上,分别根据密度弗劳德数（Fr_ρ）相等原则和Nemoto准则得到最大限度满足原型与模型相似的原型和模型（即风洞实验）风速及相关参数,构建原型模拟和风洞实验。利用风洞实验得到的油气浓度分布验证原型模拟结果,发现基于Fr_ρ相等原则设计的风洞实验和原型模拟的浓度分布具有较高的一致性,而基于Nemoto准则设计的风洞实验和原型模拟的浓度分布相差较大。因此,不建议使用Nemoto准则设计储罐的油气扩散风洞实验。研究成果可为研究油气扩散规律的风洞实验设计做参考。 

【文章来源】：常州大学学报(自然科学版). 2020,32(04)

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

DFWT-10风洞

风洞平台的气体分析系统:岛津GC-2010 Plus气相色谱仪(毛细管色谱柱:Rtx-1,色谱柱长30 m,内径0.25 mm,膜厚0.25 μm,FID检测器);风速测定系统:Fluke 923热线风速仪测量风速,测量范围为0.2～20 m·s-1,分辨率为0.01 m·s-1。测量风速时,风速计探头固定在测量位置上,并与来流速度垂直。1.2 控制方程和湍流模型

1.3.1 数值风洞入口速度条件验证风洞内不放置油罐,研究风洞内的速度边界层。来流速度控制在4 m·s-1,在距离风洞实验段入口500 mm处截面的中心线上,利用风速计测量该中心线上的X方向速度,并与模拟值对比,见图3。各测量点依次距离底部20,40,60,80,100,150,250,300,350,400,450,500,550,600 mm。从图3中可以看出实验值和模拟值有很好的一致性,这说明数值风洞能够较好地模拟实验风洞的边界层条件。

【参考文献】：
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本文编号：3231058