二维喷嘴内稠密气固射流稳定性实验

发布时间：2024-06-02 23:31

　　利用高速摄像仪对二维喷嘴内稠密气固射流稳定性进行了实验研究,考察了颗粒粒径、料仓压力以及喷嘴收缩角等因素对射流流动模式及稳定性的影响。结果表明:对于颗粒粒径为78μm的气固射流,随着料仓压力的增大,射流出口速度增大,射流固含率降低,在料仓压力≥0.03MPa、射流速度≥4.82m/s、射流固含率≤0.168时,喷嘴内稠密气固射流出现气泡型的不稳定流动模式;随着颗粒粒径的增大,气固射流固含率降低,喷嘴内稠密气固射流从气泡模式转变为颗粒团不稳定流动模式;改变喷嘴收缩角对射流不稳定模式影响不大。利用微型压力传感器对喷嘴直管不同位置压力进行测量,结果表明压力脉动主要是由于气固射流中气泡及颗粒团的产生及演变导致的。研究表明,随着料仓压力增大,颗粒在喷嘴内向下运动过程中压降增加,渗透进颗粒流的气体分率增加,将导致喷嘴内气固相互作用增强,进而引起气固射流不稳定。

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【部分图文】：

图1稠密气固射流实验流程图及喷嘴结构

稠密气固射流实验流程图及喷嘴结构如图1所示，实验在常温下进行，密闭储料罐内的玻璃微珠在钢瓶中高压空气的推动作用下在二维喷嘴中形成稠密气固射流，通过调节储料罐内的空气压力可以改变喷嘴出口射流速度和质量流量。为了方便拍摄喷嘴内的气固射流不稳定模式及演变特征，本实验采用二维有机玻璃喷嘴....

图2不同颗粒粒径射流速度随料仓压力变化

式中，u0为喷嘴出口截面平均速度，m/s;mp为喷嘴出口质量流量，kg/s；通过对单位时间内流出喷嘴的颗粒进行收集和称重得到；ρp为颗粒密度，kg/m3;A为喷嘴出口截面积，m2，不同工况下稠密气固射流的固含率可通过式(1)计算得到。实验中对不同颗粒粒径射流速度以及固含率随料仓压....

图3不同颗粒粒径射流固含率随射流速度的变化

图2不同颗粒粒径射流速度随料仓压力变化2结果与讨论

图4不同料仓压力下稠密气固射流可视化图像

图4为Dp=78μm，喷嘴收缩角α=30°时喷嘴内稠密气固射流在不同料仓压力下的可视化图片。可以发现，随着料仓压力的增加，气固射流速度增大，固含率降低，气固射流呈现不同的流动模式：在重力作用下，射流从喷嘴收缩处流出后贴侧壁面流动；当p=0.02MPa,u0=3.18m/s,xp=....

本文编号：3987850