慣性粒子分離器中應(yīng)用射流分離的機(jī)理研究.pdf

1、申請(qǐng)上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文慣性粒子分離器中應(yīng)用射流分離的機(jī)理研究慣性粒子分離器中應(yīng)用射流分離的機(jī)理研究學(xué)校：學(xué)校：上海交通大學(xué)院系：院系：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院班級(jí)：班級(jí)：A0802093學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：0080209113博士生：生：傅耀工程領(lǐng)域：工程領(lǐng)域：流體機(jī)械導(dǎo)師：導(dǎo)師：谷傳綱教授王彤副教授上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院2012年7月2012年7月上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文摘要I慣性粒子分離器中應(yīng)用射流分離

2、的機(jī)理研究摘慣性粒子分離器中應(yīng)用射流分離的機(jī)理研究摘要要無葉式入口慣性粒子分離器（bladelessinletInertialParticleSeparat簡(jiǎn)稱IPS）是一種利用固體顆粒慣性分離固體顆粒的設(shè)備，由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量小、無須提供外部能源等優(yōu)點(diǎn)，常用于動(dòng)力機(jī)械入口（例如直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)入口）等高速通道入口處，分離固體顆粒，保護(hù)位于IPS下游的動(dòng)力機(jī)械和流動(dòng)通道等不受顆粒侵蝕破壞的作用。無論在實(shí)踐還是理論研究中，均發(fā)現(xiàn)I

3、PS對(duì)固體顆粒的分離具有粒徑選擇性，尤其是對(duì)粒徑在50μm以下的顆粒，其分離效果較差。為了改善小尺度顆粒分離效果，提高IPS的整體分離效率，本文在IPS流道型線優(yōu)化的基礎(chǔ)上，提出了一種主動(dòng)控制方法可用于提高氣固分離效率。該方法通過引入橫向射流影響和控制氣固多相流場(chǎng)中的顆粒運(yùn)動(dòng)與分布，在流場(chǎng)內(nèi)形成顆粒的不均勻聚集，達(dá)到控制顆粒運(yùn)動(dòng)與濃度分布進(jìn)而強(qiáng)化顆粒分離的目的，并對(duì)該主動(dòng)控制方法的可行性進(jìn)行了驗(yàn)證。本文的具體研究工作包括：1.對(duì)橫向射流

4、流場(chǎng)進(jìn)行了細(xì)致地實(shí)驗(yàn)測(cè)試。橫向射流主動(dòng)控制方法的基礎(chǔ)流動(dòng)模型是氣固兩相橫向射流(gassolidmultiphasejetincrossflowJICF)。作者搭建了橫向射流試驗(yàn)臺(tái)，采用PIV系統(tǒng)為主要測(cè)試手段，首次對(duì)主流攜帶顆粒、射流為清潔氣流的氣固兩相橫向射流流場(chǎng)進(jìn)行了試驗(yàn)研究；并開發(fā)了一套用于PIV顆粒圖片后處理方法的算法，可實(shí)現(xiàn)橫向射流流場(chǎng)內(nèi)的顆粒分布濃度分析。試驗(yàn)結(jié)果顯示，橫向射流對(duì)顆粒的影響表現(xiàn)出明顯的粒徑選擇性，射流作用僅