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两相流射流过程的数值模拟研究

聂世谦  
【摘要】:随着科学技术的发展,两相流流动体系在国民经济和人类生活中的地位日益重要。特别在两相流射流方面的研究也越来越受到了人们的重视。在研究两相流射流的过程中,人们对液固两相流射流和气固两相流射流在研究方面取得了一定的成果,并且这两种射流过程被人们运用到在实际生产过程中。 在研究高压磨料水射流的过程中,利用计算流体力学方法对高压磨料水射流过程进行了数值模拟。应用拉格朗日随机轨道模型对固体颗粒的运动轨迹进行数值模拟,采用标准k -ε湍流模型对连续相流动进行数值模拟,得到连续相速度场和压力场分布。结果表明,颗粒直径是射流过程主要影响因素,改变系统压力和喷射靶距,可以为高压磨料水射流过程的研究提供有意义的途径。 在研究气固两相流射流的过程中,利用计算流体力学方法对气固两相流射流过程进行了数值模拟。采用欧拉两相流模型,运用标准k -ε的湍流模型对入口压强为2Mpa,入口温度300K的流场和压力场进行数值模拟。通过改变入口温度,计算了温度为500K、600K、700K、800K、900K、1000K六种情况,来分析入口温度对流场的影响。还对颗粒直径为0.01mm、0.03mm和0.3mm的速度场进行了数值模拟,分析了气体速度对颗粒的速度的影响的情况。对同一圆柱直径不同喷距下、同一喷距不同圆柱直径和圆柱旋转的情况下进行了模拟。结果表明,数值模拟符合实际情况,可以为气固两相流射流过程的研究提供有意义的途径。


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