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矩形自激振荡射流流动与混合特性实验研究
| 论文题名： | 矩形自激振荡射流流动与混合特性实验研究 |
| 关键词： | 喷嘴结构;自激振荡射流;湍流混合;流场显示;燃烧器性能 |
| 摘要： | 优化喷嘴结构，改善掺混性能，不仅具有深刻的科学意义，而且对于工业燃烧器、混合器、反应器等设备研发具有重要的指导价值。流体射入特定结构的突扩腔体会发生整体低频振荡，称为自激振荡射流。在欧美众多工业应用结果表明，相比于传统多射流燃烧器，自激振荡射流燃烧器可降低NOx排放30％-50％，燃料消耗减少5％-10％。为了进一步优化自激振荡射流燃烧器性能，本文对矩形自激振荡射流进行了实验研究。 首先，研究矩形自激振荡射流的流动特性。通过丝带曝光实验、热线实验和烟线实验，测量了不同腔体长度和不同矩形孔口长宽比条件下的射流扩散角、速度场和流场结构。研究发现:长宽比越大，矩形射流二维性越强，越容易产生自激振荡，但是当矩形短边与腔体壁面足够接近时，射流发生偏斜。另外，射流发生振荡还需要在一定的腔体长度范围内。 其次，对矩形自激振荡射流的混合特性进行了分析。主要对比分析了射流横截面平均速度、中心线平均速度、脉动速度、湍流度和频谱等湍流统计量。结果表明:相比于自由射流，自激振荡射流的中心线速度衰减更快、扩散角更大、湍流度更高，矩形自激振荡射流的低频能量更多，表明矩形自激振荡射流大尺度混合性能增强。然而通过对比矩形自由射流与自激振荡射流能谱高频区域发现，自激振荡射流小尺度脉动能量更低，表明自激振荡射流小尺度能量被传递到尺度，小尺度混合被抑制。 |
| 作者： | 童杏清 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 岳丹婷;徐敏义 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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