自激振蕩脈沖射流裝置性能影響因素數(shù)值分析及噴嘴結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、本論文課題來源于浙江省自然科學(xué)基金重大資助項目——大型工業(yè)油罐罐底油泥清洗及油泥無害化、資源化處理(項目編號：ZE0208)。項目的主要內(nèi)容分為兩部分：研制自激振蕩脈沖清洗裝置用于大型工業(yè)油罐罐底油泥的清洗；油泥的無害化、資源化處理。本論文隸屬于第一方面的內(nèi)容。 本課題組前期根據(jù)實際的工程需要，首次將脈沖噴射清洗方式引入到大型工業(yè)油罐底泥的清洗方面，模型試驗獲得了很好的清洗效果。在噴射裝置的設(shè)計中，自激噴嘴的頻率特性對射流的清洗

2、效果存在著極其重要的影響，目前國內(nèi)外的相關(guān)研究還很不完善。在本文中，首先通過采用流體網(wǎng)絡(luò)理論的小擾動集中參數(shù)模型，推導(dǎo)了低壓大流量自激脈沖射流噴嘴的頻率特性分析式，初步分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)和運行參數(shù)變化對脈沖效果影響的趨勢；然后通過建立非定常液汽兩相流空化模型，對自激噴嘴內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值模擬，揭示了低壓大流量自激振蕩脈沖發(fā)生機(jī)理，進(jìn)而建立了自激脈沖噴嘴數(shù)值優(yōu)化理論；最后通過兩次模型試驗和數(shù)值計算綜合分析的結(jié)果，得到了自激噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)和運行參數(shù)

3、的優(yōu)化配比范圍，為指導(dǎo)工業(yè)設(shè)計打下了堅實的基礎(chǔ)。 第一章緒論從工業(yè)應(yīng)用背景出發(fā)，對大型工業(yè)油罐自動清洗技術(shù)及采用脈沖射流清洗的可行性和優(yōu)點進(jìn)行了論述，同時對國內(nèi)外相關(guān)研究理論尤其是射流清洗理論進(jìn)行了綜述。第二章通過采用流體網(wǎng)絡(luò)理論的小擾動集中參數(shù)模型，推導(dǎo)了低壓大流量自激脈沖射流噴嘴的頻率特性分析式，同時指出了目前直接理論分析中存在的困難和可行性研究方法。第三章建立了定常空化射流數(shù)值模擬理論，主要討論了利用雙流體模型進(jìn)行定常空化

4、模擬的控制方程、方程離散、坐標(biāo)變換、液汽兩相流SIMPLE解法等，并特別討論了利用汽體密度分?jǐn)?shù)進(jìn)行相間壓力分?jǐn)偟谋匾?。第四章針對所提出的低壓大流量自激脈沖清洗方式及自激脈沖噴嘴，建立了非定常二維空化數(shù)值模擬理論，對原空化模型進(jìn)行了改進(jìn)，通過對空化發(fā)生后腔內(nèi)壓力、速度及體積分?jǐn)?shù)場的分區(qū)，揭示了自激脈沖射流發(fā)生機(jī)理，總結(jié)了產(chǎn)生較好激振效果的要點。第五章討論噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)及運行參數(shù)對激振效果的影響，提出自激噴嘴的數(shù)值優(yōu)化理論。第六章通過兩次模