含颗粒湍流反应流中颗粒相瞬时速度的实验测量

应用三维激光粒子动态分析仪(PDA),对分级进风燃烧室内含颗粒湍流反应流的气同两相瞬时速度场进行了实验测量.获得了各测点处颗粒相轴向与切向瞬时速度的时间序列,并得到了各测点上颗粒相轴向与切向瞬时速度的概率密度函数(PDF).     

用视密度加权平均二阶矩模型模拟旋流两相流动

本文用视密度加权平均代替时平均,建立了视密度加权平均的统一二阶矩两相湍流模型方程组（ＭＵＳＭ）,其中用体积分数代替了数密度,用颗粒驰豫时间作为封闭两相脉动速度关联方程耗散项的时间尺度,并引入了颗粒视在的气体速度脉动的输运方程。用ＭＵＳＭ模型模拟了旋流数为０．４７的气粒两相流动。并和实验结果及时间平均的ＵＳＭ模型的模拟结果进行了对照,两种模型均能较好地预报的两相的轴向和切向速度,轴向和切向脉动速度。此外,ＭＵＳＭ模型可以减少所用方程数,节省计算量。因此视密度加权平均的统一二阶矩两相湍流模型是一种对时间平均的统一二阶矩模型的改进,今后可以进一步扩大应用。     

可压稠密气固两相流动过程的模拟计算

基于稠密气体分子运动论和颗粒动理学,建立可压稠密气固两相流动模型。采用梯度模拟来考虑气相可压缩性对气相湍流的影响。模拟计算表明气固两相射流速度沿轴向和径向减小,颗粒浓度下降。气固两相射流具有高的颗粒温度,呈现强烈的气固两相湍流流动特性。     

旋流燃烧室内湍流燃烧的PDA实验研究

本文建立了采用分级进风的旋流燃烧室实验台，实现了用三维激光粒子动态分析仪（ＰＤＡ）测最湍流旋流燃烧的热态瞬时速度场。在一次风旋流数为０．６９的工况下，衍到了燃烧室内气体时均轴向与切向速度和轴向与切向脉动速度均方根值的分布。     

用统一二阶矩模型模拟强旋湍流气粒两相流动的初探

本文初步探索用统一二阶矩（USM）两相湍流模型及K-ε-kp模型预报旋流数为1.5的轴向-切向进风、轴向供粉的强旋气粒两相流动，预报结果与实验的对比表明，USM模型在预报强族流动两相时平均切向速度场上优于K-ε-Kp模型，并且能够合理地给出与实验定性一致的两相湍流脉动的各向异性．     

水平管气液两相泡状流紊流结构的准三维测量

用两个X型热膜探针对内径为35mm的水平管内气液两相泡状流的三维紊流结构进行了准三维测量,得出了沿不同直径的轴向、径向和周向的紊流脉动速度和雷诺应力分布。发现在水平管下部脉动速度和雷诺应力与单相流动时的分布规律相似;在管子上部由于空气泡的存在增强了脉动速度;在某些区域内,周向的脉动值甚至比径向和轴向的相应值还要高。水平气液两相泡状流中雷诺应力-uw不为零,在管子的上部甚至和-uv有相同的量级。给出了由于气泡引起的紊流脉动与总素流脉动比值沿径向的分布。     

湍动流化床内气固两相流动特性的数值模拟

采用欧拉-欧拉双流体模型,颗粒动理学方法模拟颗粒脉动流动和κ-ε双方程模型模拟气相湍流流动,考虑气固两相间耦合作用,数值模拟湍动流化床内气固两相流动行为,获得颗粒浓度和颗粒速度分布.计算结果表明湍动流化床呈现下部密相区、上部稀相区的颗粒分布特性.在密相区,沿床径向方向颗粒浓度在床中心处低、壁面逐渐增高;在稀相区颗粒浓度分布较均匀.沿轴向方向颗粒浓度呈底部浓度高、顶部浓度低的"S"型分布.     

湍流旋流燃烧瞬时速度PDF的实验测量

本文应用三维激光粒子动态分析仪(PDA)对分级进风旋流燃烧室内的湍流燃烧过程进行了实验测量。通过瞬时速度场的测量结果,获得了燃烧室内各测点上气体轴向与切向瞬时速度的概率密度函数(PDF),揭示了热态速度场的湍流脉动特性。     

水平浓淡与上下浓淡煤粉燃烧方式气固混合特性的实验研究

本文针对四角切向燃烧锅炉燃用劣质煤时的稳燃及水冷壁高温腐蚀等问题,采用ＰＤＡ测量设备,对水平浓淡及上下浓淡两种煤粉燃烧方式下的气固两相混合规律进行了实验研究。实验表明,与上下浓淡煤粉燃烧方式相比,水平浓淡煤粉燃烧方式的气固两相流动特性使燃烧器在稳燃、低ＮＯｘ排放、防结渣、防高温腐蚀等方面具有优良的性能。     

突扩湍流气粒流动两相脉动速度关联和颗粒速度概率密度分布的实验研究

本文用PDPA对突扩气粒两相流动中的两相脉动速度关联进行了测量,得到了30和50微米颗粒的两相脉动速度关联,其空间分布和气体及颗粒的雷诺应力分布一致．同时发现,气粒两相速度概率密度分布并不都是高斯分布。     

QUICK格式在湍流旋流流动数值模拟中的应用

为研究不同精度的离散格式对湍流旋流流动数值模拟结果的影响,同时应用QUICK格式和混合格式对同轴射流旋流燃烧室内的湍流流动进行了数值模拟.在采用k-ε湍流模型的条件下,QUICK格式计算得到的燃烧室内气体轴向与切向速度及轴向脉动速度均方根值分布与实验数据符合较好,而混合格式给出的数值模拟结果则与实验有一定的偏差.     

CONVECTIVE HEAT TRANSFER TO ROTATING DISKS WITH RIBBED SURFACES

Local heat transfer to a rotating disk in the presence of an imposed axial flow has been studied using thermochromic liquid crystals and the transient heating technique. Preliminary measurements were made for a smooth disk, for which the experimental data encompassed the laminar boundary layer, the transitional zone, and the beginning of the turbulent region. Measurements were then made for arrangements in which a circular trip wire installed concentrically on the disk was used to disturb the boundary layer. The main topic of the investigation concerned convective heat transfer to disks with concentric circular ribs of a rectangular cross section. Three roughness configurations have been investigated, and the results have been compared with data for a smooth disk. The ribs caused an early transition from laminar flow to turbulent flow. Otherwise the augmentation of heat transfer by the circular ribs was rather modest, except with high axial flows and low rotational speeds, when the velocities across the ribs would have been of a similar order of magnitude to the tangential velocities between the ribs.     

Particle transport behavior in air channel flow with multi-group Lagrangian tracking

The particle motions of dispersion and transport in air channel flow are investigated using a large eddy simulation(LES) and Lagrangian trajectory method. The mean and fluctuating velocities of the fluids and particles are obtained,and the results are in good agreement with the data in the literature. Particle clustering is observed in the near-wall and low-speed regions. To reveal the evolution process and mechanism of particle dispersion and transport in the turbulent boundary layer, a multi-group Lagrangian tracking is applied when the two-phase flow has become fully developed: the fluid fields are classified into four sub-regions based on the flow characteristics, and particles in the turbulent region are divided accordingly into four groups when the gas–particle flow is fully developed. The spatiotemporal transport of the four groups of particles is then tracked and analyzed. The detailed relationship between particle dispersion and turbulent motion is investigated and discussed.     

基于LES-PDF方法的双旋流模型燃烧室数值模拟

文章使用基于LES-PDF方法的AECSC两相程序,对模型燃烧室GTMC进行了数值模拟,以此验证AECSC程序对燃烧室模拟的可行性和可信度,并对旋流燃烧室的流动和燃烧特性进行分析.首先,分别用商用软件Fluent 18.1和AECSC程序的LES方法对GTMC的冷态工况进行了模拟.与实验结果相比,程序计算的轴向、径向、切向速度峰值的相对误差在大多数统计点上在20%以内,3个方向速度峰值位置的相对误差基本都在10%以内.同时发现,AECSC程序的计算结果在一定程度上比Fluent的计算结果更接近实验值.文章进一步使用AECSC程序对GTMC的热态工况进行了模拟.在计算结果中,整体的时间平均温度在数值和分布上和实验结果很接近,并很好地再现了实验的"V形"火焰和内外低温回流区,但是高温区出现的位置相比实验结果有些靠前.总体来说,热态结果和实验结果比较吻合,尤其在液雾的模拟方面,计算结果和实验结果相比有着很好的一致性.这说明将LES和PDF相结合的方法在模拟湍流燃烧方面有较强的优势,可以成为未来的研究和发展方向.      

Dynamics of two-phase swirling flow in a vortex chamber with a lower end swirler

The Particle Image Velocimetry (PIV) technique and laser Doppler anemometer (LDA) were used to measure the components of tangential and axial velocities of gas and particles in a vortex chamber with a fluidized bed, particle layer dynamics was estimated qualitatively, and the flow in the vortex chamber with a centrifugal fluidized bed of solid particles was simulated numerically. It is shown that with the growth of gas velocity in the swirler slots, the rotation velocity of bed grows almost linearly, and with an increasing bed mass, the rotation velocity decreases. Data on distributions of the volume fraction of particles and gas flow velocity inside the bed were obtained by numerical calculation.     

横向粗糙元壁面槽道湍流的大涡模拟研究

采用大涡模拟和浸没边界法相结合对不同高度和不同间距横向粗糙元壁面槽道湍流进行了模拟,得到了光滑壁面和粗糙壁面湍流的流向平均速度分布,雷诺剪切应力,脉动速度均方根和近壁区拟序结构。结果发现横向粗糙元降低了流向平均速度,增大了流动阻力,粗糙壁面湍流的雷诺剪切应力大于光滑壁面。粗糙元降低了流向脉动速度,增强了展向和法向脉动速度。粗糙元高度越高,对湍流流动影响越大,而粗糙元间距对湍流统计特性的影响不大。粗糙壁面仍然存在着和光滑壁面类似的条带结构。     

壁面粗糙度对水平后台阶气粒两相流动影响的PDPA实验研究

用相位多普勒颗粒测速仪(PDPA)测量了颗粒的平均与脉动速度,研究了壁面粗糙度对水平后台阶气粒两相流动的影响。研究结果表明,壁面粗糙度减小颗粒纵向平均速度,增大颗粒纵向和横向脉动速度。壁面粗糙度对流场中不同位置处颗粒运动影响的强弱不同,其中逆流区处较弱,下游处较强。壁面粗糙度对不同粒径颗粒运动影响的强弱不同,其中对细颗粒的影响较弱且被局限在壁面附近,对粗颗粒的影响较强且扩散到整个流场。