在近一个世纪的圆柱绕流研究中,主要研究了其物理特征和转逆特性,对气固两相圆柱绕流拟序结构的实验研究几乎是一片空白。在国家自然科学基金的资助下,本文率先运用PIV技术和热线风速仪等手段对水平两相圆柱绕流拟序结构进行了相关的研究。研究了不同大小颗粒在圆柱绕流拟序结构中的瞬态分布规律,以及它与雷诺数大小的关系和本身所具有的物理特性。取得了一些具有理论意义和实际应用价值的成果,在一定程度上填补了国内对两相圆柱绕流研究的空白。 本文首先建立了两相圆柱绕流拟序结构的实验系统,完成了对两相单个圆柱绕流拟序结构演化的显示和观测。通过在不同组合工况下(颗粒粒径分别为25±10 μ m、60±10 μ m、100±10 μ m,相同质量浓度、雷诺数分别为Re=2125、Re=2806)的实验,得到了不同工况下的典型图象,并通过软件和自编程序得到了相关的数据,研究发现,颗粒粒径是决定其扩散特征的主要因素,颗粒越小,扩散程度越大。但随着颗粒粒径的减小,颗粒扩散趋于相同。流动雷诺数是影响扩散的另一重要因素。随着雷诺数的增大,颗粒在整个区域的分布趋于均匀 本文的另一个研究重点是对管束绕流进行了测试,分别对单排圆柱、顺列双排圆柱和错列圆柱在不同工况下(颗粒粒径分别为25±10 μ m、100±10 μ m,相同质量浓度、雷诺数分别为Re=2125、Re=2806)进行了测试,其中s/d=2为工程中常用结构,得到了大量实时图像。通过对图像的数据处理揭示了多圆柱绕流的一些变化规律。