射流形态特性论文-姚磊

射流形态特性论文-姚磊

导读:本文包含了射流形态特性论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:电液伺服阀,偏导射流机构,叁维流场,流场特性

射流形态特性论文文献综述

姚磊[1](2019)在《电液伺服阀偏导射流机构射流形态与气穴特性研究》一文中研究指出电液伺服阀是航空航天领域中关键基础元件,其中以偏转板射流方式作为前置级的伺服阀具有结构简单、抗污染能力强的特点,有广泛的应用前景。它的关键部件偏导射流机构拥有复杂而微小的结构,其内部流场的动态特征很难被精确的数学模型描述。因此,为了指导偏导射流伺服阀的设计与生产,研究该伺服阀的偏导射流机构内部流动稳定性和流动噪声是至关重要的。本文首先分析了偏导射流机构的复杂结构,将内部射流流场分为四个阶段。并基于射流理论、附壁射流理论和冲击射流理论对内部流场建立叁维数学模型,准确描述流场内部任何一点的速度和压力特征。通过气穴现象评价参数来预测气穴发生的位置。其次建立了准确的叁维数值模型,并对模型进行了结构化网格划分,最大程度保证数值模拟计算的准确性。在数值模拟中,首先对模型进行了瞬态二相流数值模拟,获得了在整个射流过程中气穴产生和溃灭的变化情况,为分析内部流动噪声提供了有力的依据。其次对模型进行了瞬态大涡模型(LES)数值模拟,得到整个射流过程中流场的动态分布以及射流稳定下的流场分布。同时,数值模拟结果与理论计算结果进行了相互验证。最后,进行偏导射流机构特性试验研究,设计测试试验装置,测定不同偏转板位移条件下的流场压力分布。试验结果表明,偏导射流机构的叁维数学模型与数值模拟能够有效描述电液伺服阀偏导射流机构的射流特性。本文首次提出偏导射流机构流场的叁维数学模型,该模型能准确描述偏导射流机构空间流动特征。建立了更加准确的叁维数值模型,并对此复杂模型进行了结构化网格划分,网格质量达到较高水平,保证数值模拟结果的准确性。进行模型的瞬态LES和瞬态二相流数值模拟,能更加形象的分析内部流场的流动特性。论文完善了偏导射流机构流场特性的理论体系,对电液伺服阀偏导射流机构研究提供了更加完善的理论基础,同时为今后研究者提供了可参考的研究方法,并对电液伺服阀的设计和生产提供了指导性意义。(本文来源于《北京交通大学》期刊2019-05-01)

曹文健,任飞,相龙凯,冯艳,楚化强[2](2017)在《富氧气氛下碳氢燃料同轴射流扩散火焰的形态特性》一文中研究指出采用碳氢燃料燃烧实验台,在不同燃料流量和氧浓度下研究甲烷、乙烯同轴射流扩散火焰的火焰形态和温度变化,利用场发射扫描电镜观测不同位置的碳黑样本.结果表明,氧浓度由21%(φ)升至100%(φ)时,甲烷、乙烯火焰高度下降79%,火焰边缘温度比中心温度分别高233.6和337.3℃,乙烯外焰的腰部位置出现"黄金区域".乙烯流量增至170 m L/min、氧浓度增至31%(φ)时,火焰尖端出现"焰翅",而甲烷火焰始终未见"焰翅".在乙烯火焰"黄金区域"大量积聚的碳黑颗粒具有很高的发射率,火焰亮度明显增强.(本文来源于《过程工程学报》期刊2017年03期)

王静舞[3](2017)在《横向风条件下射流扩散火焰形态与燃烧特性研究》一文中研究指出外界流场作用下射流火的动力学行为特征,一直是燃烧学及火灾学基础研究的重要对象。空气流动风场会对射流扩散火焰形态、燃烧特征等产生重要影响,其研究结果对于提高工业锅炉的燃烧效率、减少油田或化工厂废气燃烧污染物的排放、降低早期火灾探测的误报与漏报率等有重要意义。本文首先从唯象学角度,针对横向风条件下射流火,综合考虑浮力、剪切力、惯性力对湍流射流扩散火焰的耦合作用,建立横向和垂直方向的动量方程并求解得到火焰倾角公式,进一步利用火焰理查德森数对公式进行简化,建立了包含浮力-过渡-动量叁种不同主控模式的全局火焰倾角模型。其次,自主研制了小尺寸风洞平台,以丙烷为燃料,针对横向风条件下3mm(动量主控)与8mm(浮力主控-过渡)两种不同喷嘴直径的射流扩散火焰形态与燃烧特性,开展了实验研究。燃料射流出口雷诺数(Re)310~3305,弗洛德数(Fr)0.351~756,风速范围0.5~4.0m/s,射流-横向风动量通量比(RM)0.077~13.188,热释放速率范围0.698~2.790kW。实验利用图像分析确定火焰长度、倾角等形态参量,基于比色测温法反演计算火焰温度及碳黑体积分数分布,利用可见火焰度与化学当量比火焰长度的关系确定火焰烟点状态。研究结果表明,随着RM值逐渐增大,火焰依次呈现叁种典型形态。当RM值较小时,火焰主要存在于喷嘴出口平面以下,且集中于喷嘴背风侧的负压区,称为下洗现象;随着RM值的增大,火焰呈现出叁区域结构,第一个区域指下洗区域,第叁个区域指对称分布的狭长、亮黄色火焰。这两个区域中间的连接区为第二个区域;RM值继续增大,下洗区域逐渐减小并消失,呈现两区域结构。火焰长度随着横向风速的增大或者RM值的减小,先稍微增大后减小。无量纲火焰长度与射流Fr的关系为LF =18.8Fr0.239。基于本文中的实验结果,给出了火焰长度转捩点的临界风速与RM值。对于给定喷嘴直径,临界RM值趋向于定值。根据火焰倾角实验结果及理论分析,基于RM与Fr,提出了叁种不同的倾角主控模式,确定了全局火焰倾角理论公式的适用范围:横向风/浮力主控模式(RM<0.01,Fr<0.1),过渡模式(0.01<RM<10,0.1<Fr<103),和射流/动量主控模式(RM>10,103<Fr<105)。火焰温度和碳黑体积分数总体随着横向风速的增大或者RM值的减小逐渐降低。火焰辐射分数随横向风速的增大,8mm直径工况先稍微增大后降低;3 mm直径工况则是逐渐减小。最后,给出了横向风条件下,火焰达到烟点状态的临界风速与RM值。随着燃料流量的增大(射流Fr增大),临界风速与RM值都有增大的趋势。临界RM值与射流Fr.的关系为RM=0.170Fr0 345。烟点火焰长度与Fr的关系为LFsp=13.8Fr0.279。烟点条件下,8mm直径工况火焰为典型的叁区域结构,而3mm工况火焰为典型的两区域结构。在实验范围内,当燃料流量大于某临界值后,无量纲火焰长度的烟点值与最大值之比趋于定值,且3 mm直径比值大于8 mm直径。烟点火焰辐射分数随着燃料流量的增大(射流Fr增大),8 mm直径逐渐上升,而3mm先升后降;并且8mm工况远大于3mm。两种喷嘴直径之所以出现不同的趋势,主要是因为不同RM值造成了不同的火焰流场和火焰碳黑运动轨迹。烟点火焰辐射分数与无量纲火焰长度之比与RM值的拟合结果为8 mm工况:XR,sp/LFsp=0.047RM-5.56×10-4,3mm 工况:XR,sp/LF,sp=—3.034RM+5.42×10-4。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2017-05-01)

李海航[4](2014)在《低压条件下气体射流的燃烧特性与火焰形态研究》一文中研究指出随着人类在高原、高空环境活动的增多,低压下火灾为人类带来了新的问题和挑战。发展高原和高空环境下火灾的防治技术显得越来越重要,因此研究低压下火灾燃烧特性具有重要的现实意义。根据前人的研究发现,对于火灾燃烧条件来说,低气压环境区别于正常大气环境的最大不同就是空气密度和氧气分压的减小。不同压力下空气密度和氧气分压的改变,分别直接导致了浮力作用和碳黑产生量的不同。浮力和火焰抖动、火焰形态等息息相关,一般用弗劳德数表征浮力对火焰作用的大小。而碳黑与燃烧效率、火焰形态、产烟倾向等有关。因此自然地确定浮力和碳黑作为研究低压对火灾燃烧作用的途径,并选取在不同压力下有着相等质量损失速率的气体燃料作为研究对象。低气压环境的实现主要有高海拔现场自然环境和低压舱人工模拟环境两种方式。现场自然环境实验虽然花费大开展难,但是它适合开展大尺度的火灾燃烧实验,特别适合用来发现不同气压下火灾宏观现象的不同,因此在拉萨和合肥两地分别搭建了小型锥形量热仪进行实验,主要用气体分析仪测量排烟管道内的燃烧产物、热电偶树测量火焰羽流温度、辐射计测量火焰对周围的辐射热流、光学烟密度计测量烟气的消光系数,并使用简化的化学量热法计算热释放速率。在揭示不同海拔高度火灾宏观现象的基础上,在低压舱内开展多级低压条件下适于研究燃烧机理的多种实验。实验中,主要采用不加装滤光片的相机测量发光火焰形状、加装CH滤光片的相机尝试获取化学当量比火焰形状,采用高速相机和快速傅里叶变换先后拍摄火焰抖动过程和计算火焰抖动频率。在拉萨和合肥两个海拔高度上,通过锥形量热仪测量甲烷、乙炔和丙烷的热释放速率和辐射热流等参数,进一步揭示和明确了低气压对燃烧效率和辐射分数等主要参数的影响。通过总结不同含碳量燃料的类似结果,可以表明:低压下火焰的热释放速率和燃烧效率更高;低压下火焰总羽流温度更高;低压下火焰辐射热流和辐射分数更小;低压下火焰产生烟气的透射率更大,说明低压下火焰的产烟率更小在低压舱内通过实验研究了多个等级低压下甲烷、乙烯和丙烷扩散火焰抖动行为,主要是研究火焰抖动频率和压力之间的关系以及出口速度对抖动频率的影响。主要发现总结如下:层流扩散火焰抖动行为可以分为顶部抖动、间歇抖动、和连续抖动3个区域,连续抖动发生在较大燃料流量或较大压力下;抖动频率对燃料流量和类型不敏感,随流量的增加只略微增加,相同实验压力下3种燃料火焰的抖动频率几乎相等;抖动频率随压力升高而增大,实验压力范围内从8Hz增加到12Hz,测量的抖动频率随压力增加的0.27次幂而增大;另外,在一些条件下观察到了丙烷火焰存在多重频率现象。在低压舱内测量了0.03到O.1MPa压力范围内,不发烟甲烷、乙烯和丙烷稳定火焰的发光形状,经过对高度和宽度使用无量纲数缩放分析,得到了如下结论:Reynolds数线性缩放模型对烃类燃料基本适用,在不同的Re数下浮力和碳黑的共同作用使得线性关系的斜率发生了轻微变化;在最大的Fr数或最低压力下,浮力对火焰高度的影响不重要,相反,在最小Fr数区域,浮力对火焰高度作用占主导地位;在对火焰宽度进行Froude数缩放时,发现归一化火焰宽度和Froude数存在着很好的线性关系。在低压舱测量了多级压力下,不发烟甲烷、乙烯和丙烷稳定火焰的发光形状,特别为甲烷火焰进行了0.2个大气压的实验,发光火焰高度和宽度随压力的变化规律总结如下:第一种情形,对于较大燃料流量和较高压力范围条件,火焰高度呈现“先增后减”趋势;第二种情形,在较小流量和较低压力范围内,可总结出“先减后增”趋势。第叁种情形,在合适的燃料流量和压力范围下,火焰高度会呈现“先减后增再减”趋势。在低压舱内进行了乙炔层流射流扩散火焰烟点实验,实验压力范围为0.03~0.1MPa。利用建立的反应射流中心线速度变化模型对实验结果进行深入分析,发现烟点火焰高度、燃料质量流量、存留时间和压力之间存在如下关系:低压下乙炔烟点火焰高度随压力升高而减小,这个变化趋势与高压下乙烯和甲烷火焰的变化规律相同;烟点燃料质量流量随压力的幂指数变化,幂指数为负值,与先前多数实验结果一致;在一个很大的压力范围(0.03MPa到1.6MPa)内,烟点火焰存留时间随压力升高而减小。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2014-05-01)

万五一,蔡武林,毛欣炜,刘斌[5](2012)在《贴壁射流形态对跌坎消能的水力特性影响试验研究》一文中研究指出贴壁射流形态是影响跌坎型消力池消能效果和水力特性的重要因素之一。为研究贴壁射流形态对输水工程跌坎消能效果和水流特性的影响,通过1:20的水工模型试验对反弧贴壁射流和平抛贴壁射流情况下的跌坎消力特性进行试验观察和测试。获得不同射流形态下的主流形态、消力池底板脉动压力过程及水面波动时程曲线。试验结果表明:平抛型贴壁射流通过增加射流入水的俯角,使射流进入消力池后产生强烈紊动和翻滚,导致消力池底板的时均压力和脉动压力比反弧贴壁射流大,但平抛贴壁射流减小了消力池和稳水区的水面波动,能更好地满足输水工程下游隧洞稳定输水要求。(本文来源于《振动与冲击》期刊2012年07期)

张燕,王道增,樊靖郁[6](2001)在《异重射流流动形态和浓度分布特性的实验研究》一文中研究指出对横向抛射入环境水流中形成的异重射流的流动形态及浓度分布特征进行了水槽实验研究 .实验结果表明异重射流入水后在近区呈现出不同于一般变密度射流的复杂流动形态及浓度分布特征 ,并以异重流的形式向下游推移(本文来源于《上海大学学报(自然科学版)》期刊2001年06期)

射流形态特性论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

采用碳氢燃料燃烧实验台,在不同燃料流量和氧浓度下研究甲烷、乙烯同轴射流扩散火焰的火焰形态和温度变化,利用场发射扫描电镜观测不同位置的碳黑样本.结果表明,氧浓度由21%(φ)升至100%(φ)时,甲烷、乙烯火焰高度下降79%,火焰边缘温度比中心温度分别高233.6和337.3℃,乙烯外焰的腰部位置出现"黄金区域".乙烯流量增至170 m L/min、氧浓度增至31%(φ)时,火焰尖端出现"焰翅",而甲烷火焰始终未见"焰翅".在乙烯火焰"黄金区域"大量积聚的碳黑颗粒具有很高的发射率,火焰亮度明显增强.

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

射流形态特性论文参考文献

[1].姚磊.电液伺服阀偏导射流机构射流形态与气穴特性研究[D].北京交通大学.2019

[2].曹文健,任飞,相龙凯,冯艳,楚化强.富氧气氛下碳氢燃料同轴射流扩散火焰的形态特性[J].过程工程学报.2017

[3].王静舞.横向风条件下射流扩散火焰形态与燃烧特性研究[D].中国科学技术大学.2017

[4].李海航.低压条件下气体射流的燃烧特性与火焰形态研究[D].中国科学技术大学.2014

[5].万五一,蔡武林,毛欣炜,刘斌.贴壁射流形态对跌坎消能的水力特性影响试验研究[J].振动与冲击.2012

[6].张燕,王道增,樊靖郁.异重射流流动形态和浓度分布特性的实验研究[J].上海大学学报(自然科学版).2001

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