基于动态调节的撞击流反应器流场特性分析

来源 :沈阳化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:WSZHOUSHUWU
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
撞击流反应器因其具有良好的混合与传热传质性能,在化工单元操作中被广泛应用。但撞击流反应器内流动机理过于复杂,因此探究撞击流反应器内流场特性以及设计和开发新型撞击流反应器对发挥工业应用潜力具有重要价值。动态射流相比于稳态射流能够强化流场内的扰动,因此近年来动态射流被广泛应用在不同形式的反应器中。本文在传统稳态对称水平同轴撞击流反应器的基础上,设计了新型动态非对称撞击流反应器。通过设置两侧入口速度流型,使反应器左右入口速度周期性变化,实现对撞击流反应器的动态调节。本文利用实验与数值模拟方法对动态撞击流反应器进行研究,分析不同阶跃与正弦动态入口条件下撞击流反应器内的流场特性与混合特性,并与稳态对称撞击流反应器进行对比,具体研究内容如下:(1)利用二维高速激光粒子图像测速技术(TR-PIV)对动态撞击流反应器内部流动情况进行分析,得到动态撞击流反应器内撞击面运动规律,流体流动状况以及涡漩分布。研究表明,动态入口条件下,撞击面呈周期性往复移动,撞击流反应器内流体更加混乱无序,涡漩更多。动态调节撞击流能够增强反应器内流动缓滞区域的扰动,有利于混合。(2)利用FLUENT对动态撞击流反应器流场进行数值模拟,对比分析动态与稳态条件下撞击流反应器内速度场、压力场、湍流特性以及流场特征。分析发现,相比于稳态入口条件,动态入口条件下撞击流反应器内速度与压力分布都随着入口周期的变化而有规律地不断变化。动态非对称撞击流反应器湍流特性及能量水平均高于稳态对称撞击流反应器,流场更加无序。(3)对阶跃动态入口条件撞击流反应器流场特性进行数值分析,研究不同入口速率差及不同入口平均速率下撞击流反应器内流场的流动特征、湍流特性与混合特性。结果表明,入口速率差越大,入口平均速率越大,流场湍动越剧烈,混合效果更佳。(4)对正弦动态入口条件撞击流反应器流场特性进行数值分析,研究不同入口速率差及不同入口平均速率下撞击流反应器内流场的流动特征、湍流特性与混合特性。结果表明,入口相位差为1π时,撞击轴线上流体湍动最为剧烈,撞击平面混合强度最大。研究发现,与稳态撞击流反应器相比,动态撞击流反应器内流场更加“活跃”,流场内涡漩强度更大,流场各处都存在流体的卷吸与扩散,撞击轴线上流体湍动更剧烈,流场能量水平更高。不同流型的动态入口条件均对撞击流反应器内流体湍动有促进作用。本文研究动态撞击流反应器流动特性与混合特性,为优化撞击流反应器及工业化提供理论依据。
其他文献
石油资源是当今主要能源,储备量关系着国家经济的发展和人们的生产生活。随着石油勘探的不断发展,地层复杂、埋藏较深以及不易识别油藏的勘探开发,不断提高了对测井技术的要求。阵列声波测井技术在储层识别、岩石力学特性以及各向异性等方面具有较高优越性,在油气勘探和开发中应用广泛,所测得的测井曲线包含大量且丰富的地质信息,能够准确反映地层的物理性质,利用阵列声波测井数据进行储层识别在实际测井工作中具有重要意义。
学位
目的 研究血清凝溶胶蛋白前体(gelsolin,GSN)对亚临床型糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy,DCM)的诊断价值。方法 选取2019年1月~2021年1月期间内蒙古科技大学包头医学院第二附属医院诊治的102例无心血管症状的2型糖尿病患者为研究对象,根据是否存在DCM分为亚临床型DCM组(n=48)和无心功能不全的对照组(n=54),收集所有研究对象一般临床资料及超
期刊
目的 观察药房药物咨询服务对患者合理用药的影响。方法 选取2018年1月—2020年12月甘肃省酒泉市人民医院收治的用药患者66例,采用随机数字表法分为研究组和常规组,各33例,研究组给予药房药物咨询服务干预,常规组给予常规用药指导干预。比较2组患者不合理用药事件(剂量错误、用药错误、漏服药物、重复用药、联合用药不当)发生情况及干预满意度(干预全面性、干预细致性、干预有效性)评分。结果 研究组患者
期刊
汽车轮毂轴承在生产装配过程中由轴承自动装配机来完成组装,装配精度和合套率高低取决于自动装配机内算法的优劣。在装配过程中轴承会受到装配力和预紧力,根据以往的研究分析还可知汽车在稳态转弯过程中,轮毂轴承单元受到外载荷影响,所以研究汽车轮毂轴承在行驶过程中需要考虑外载荷,转弯加速度引起的载荷等联合作用力的组合。首先,本文提出了一种计算法兰受力分布解析方法。该方法考虑了内部构件相互作用力(不考虑转速惯性载
学位
滚动轴承是机械系统中关键零部件之一,一旦出现严重故障会导致机器停机,造成巨大的经济损失。因此,对滚动轴承运行状态进行提前监测和故障诊断具有十分重要的意义。但因早期滚动轴承故障特征微弱不易提取,给故障诊断带来困难。所以本文对滚动轴承624进行故障信号分析,主要解决的问题有滚动轴承故障振动信号的降噪、微弱故障特征的提取和故障识别三个问题。具体研究内容如下:首先,对固有时间尺度分析(ITD)算法的概念和
学位
镁合金由于其密度低、比强度高、比刚度大等特点已经被应用于航空航天、国防军事等领域,然而镁合金低的力学性能限制其在以上重要领域的应用。因此,研究高性能镁合金的强韧化机制具有深远的意义。本文选择Mg-Gd-Ag系合金,对合金进行传统挤压加工与时效处理,探究微观组织与力学性能之间的内在关联性。研究了挤压态、挤压再时效的细晶Mg-14Gd-2Ag-0.5Zr合金(晶粒尺寸约1μm)力学性能,发现时效30h
学位
随着工业迅速发展,生产规模的大型化、复杂化造成了结构件发生疲劳失效的事故逐年增加。由于结构形式、受力状况等的复杂性,构件处于多轴应力状态,因此针对材料、结构多轴疲劳研究具有重要的工程意义。316L不锈钢以其优异的耐腐蚀性、高温抗拉强度和良好的力学性能被广泛应用于核电、化工等高温场合。本文分析了316L不锈钢拉伸条件下的DSA效应,针对疲劳断口进行劳断口进行透射电子显微镜(TEM)实验,揭示DSA效
学位
对于机械制造业的快速发展,作为基础连接件之一的轴承作用至关重要,它是决定机械设备正常运行以及机械使用寿命的关键部件之一,它的性能直接影响着整个系统的质量。轴承在一般情况下是以点或线接触形式工作,轴承和其它部件之间的摩擦会造成滚动体表面小部分损伤等一系列的问题,导致轴承的失效。为了获得更加出色的性能,对绝缘轴承的研究是十分必要的。本文分析了在重力场、温度场、径向载荷及转速作用下,有绝缘涂层和无绝缘涂
学位
Mod.9Cr-1Mo钢是美国CE公司与橡树岭实验室联合研制的低碳高铬马氏体耐热钢。该钢具有良好的高温持久性能、高温蠕变强度、抗氧化性和抗高温腐蚀性能,在我国电厂中得到了广泛的应用。其使用温度在100℃和600℃之间。在实际使用过程中,结构件发生疲劳失效的占比较大,因此针对该材料疲劳性能的研究具有较大的工程意义。首先,针对Mod.9Cr-1Mo钢光滑件进行了高温比例多轴低周疲劳试验,定义主应变比用
学位
撞击流反应器流场振荡特性的研究,一直是撞击流基础研究的重要方面。撞击面流动行为是撞击流反应器流场的一个主要特征,它能够直接地反映出反应器内流场分布。本文以双组分层撞击流反应器作为研究对象,分析一次和二次撞击区域流体运动情况,探究不同进口雷诺数、不同喷嘴间距、不同层间距下撞击面偏斜振荡规律,确定偏斜振荡周期的无量纲关联式。主要研究内容如下:(1)利用大涡模拟对双组分层撞击流反应器内流场进行分析,对不
学位