發(fā)布時(shí)間：2018-01-28 07:17

  本文關(guān)鍵詞： 自由匯流旋渦 Ekman邊界層 Ekman抽吸 流體體積模型　出處：《物理學(xué)報(bào)》2016年05期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：自由匯流旋渦形成過(guò)程中有抽吸現(xiàn)象發(fā)生,是一個(gè)比較復(fù)雜的氣液兩相耦合過(guò)程,其中所涉及的Ekman層耦合及演化機(jī)理具有重要的科研價(jià)值與實(shí)際意義.針對(duì)上述問(wèn)題,提出了一種自由匯流旋渦Ekman抽吸演化機(jī)理建模與分析方法.基于多相流體體積VOF模型與湍動(dòng)能—耗散(k-ε)模型,建立了面向匯流旋渦Ekman抽吸演化的兩相動(dòng)力學(xué)模型.基于上述模型,分析初始轉(zhuǎn)動(dòng)速度分量、排流量與Ekman抽吸過(guò)程的內(nèi)在聯(lián)系,并揭示相關(guān)流場(chǎng)分布規(guī)律.研究結(jié)果表明:初始擾動(dòng)不同,匯流旋渦的吸氣孔、抽氣孔距離容器底面邊界的高度保持不變;初始擾動(dòng)加強(qiáng),吸氣階段轉(zhuǎn)速增加,Ekman邊界層厚度及抽吸高度增加,抽吸、貫穿階段Ekman抽吸現(xiàn)象減弱;初始擾動(dòng)恒定,Ekman抽吸高度保持不變,與排流量變化無(wú)關(guān).研究結(jié)果可為自由匯流旋渦形成機(jī)理方面的研究提供有益參考,也可為冶金、化工領(lǐng)域的旋渦抑制控制提供技術(shù)支持.
[Abstract]:The phenomenon of suction occurs in the formation of free flow vortex, which is a complicated gas-liquid two-phase coupling process. The coupling and evolution mechanism of Ekman layer involved in it have important scientific research value and practical significance. A method for modeling and analyzing the evolution mechanism of free vortex Ekman pumping is presented, based on the volume VOF model of multiphase fluid and the turbulent kinetic energy dissipation k- 蔚 model. A two-phase dynamic model for the evolution of Ekman suction in confluence vortex is established. Based on the above model, the intrinsic relationship between the initial rotational velocity component, the discharge flow rate and the Ekman suction process is analyzed. The results show that the height between the suction hole and the bottom boundary of the vessel remains unchanged when the initial disturbance is different. When the initial disturbance is strengthened, the rotational speed increases in the suction stage, and the thickness of the Ekman boundary layer and the suction height increase, while the Ekman suction decreases during the period of suction. The Ekman suction height of the initial disturbance is constant and independent of the discharge rate. The results can provide a useful reference for the study of the formation mechanism of free vortex and also for metallurgy. Vortex suppression control in chemical industry provides technical support.
【作者單位】： 浙江工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院特種裝備制造與先進(jìn)加工技術(shù)教育部/浙江省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):51375446,51575494) 浙江省杰出青年科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):LR16E050001) 浙江省重點(diǎn)科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):LZ14E050001)資助的課題~~
【分類號(hào)】：O359
【正文快照】： 1 引言 研究匯流旋渦抽吸演化機(jī)理在冶金容器(轉(zhuǎn)爐、鋼包、中間包) 澆注、化工萃取分離、水利工程狀態(tài)監(jiān)控等工業(yè)領(lǐng)域具有重要實(shí)際意義 [1?7]. 上述工業(yè)實(shí)例共同之處為: 流體一般為兩(多) 相流, 容器為薄壁管殼結(jié)構(gòu); 排流后期形成的兩相旋渦抽吸過(guò)程使得表層相流體破裂, 并通

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本文編號(hào)：1470146