隨著城市大氣環(huán)境污染的日益嚴(yán)重及城市化進(jìn)程步伐逐漸加快,城市大氣環(huán)境污染的預(yù)防與治理越來越受到國內(nèi)外的重視,為緩解城市“熱島效應(yīng)”,本文通過垂直對流渦旋引擎縮比實(shí)驗(yàn)臺及其數(shù)值模擬,研究該技術(shù)在加強(qiáng)城市的垂直對流,加快城市大氣循環(huán)及削弱城市熱島效應(yīng)的可行性,得到以下結(jié)論:（1）對幾何相似的垂直對流渦旋引擎系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn),證明通過加熱底部水平面,以熱氣流的浮升力作為渦旋引擎主要動力的方法能夠形成龍卷風(fēng)渦旋;建立數(shù)值模型,對比模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù),誤差分析顯示:模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)之間的偏差能夠保持在10%左右,主要原因是底部熱源加熱與周圍壁面之間的隔熱條件無法達(dá)到理想狀態(tài)而產(chǎn)生的偏差;結(jié)果表明:模擬結(jié)果可以準(zhǔn)確反應(yīng)實(shí)驗(yàn)流場內(nèi)各參數(shù)變化情況。（2）利用數(shù)值模擬建立關(guān)于渦旋穩(wěn)定室寬度及渦旋穩(wěn)定室入口寬度與渦旋穩(wěn)定室寬度的比值的正交模擬實(shí)驗(yàn),研究這兩個參數(shù)對渦旋結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果顯示,入口寬度對于渦旋的影響最大;利用數(shù)值模擬進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn),分析可知,隨著渦旋穩(wěn)定室入口寬度的增加,渦旋中心的壓力降低,而入口質(zhì)量流量增加,出口處的渦旋強(qiáng)度卻是先增大后減小,在入口寬度為50mm處達(dá)到最大,得到穩(wěn)定室的最優(yōu)... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

城市垂直對流渦旋引擎系統(tǒng)示意圖

化為豎向渦量，由于速度的梯度變化，沿中軸線形成了貫穿匯聚區(qū)流，便可以用來模擬自然界中的存在于較大的旋轉(zhuǎn)雷暴中的龍卷風(fēng)龍卷風(fēng)正是從自然界龍卷風(fēng)形成兩點(diǎn)重要因素出發(fā)的——上升的力[18]。認(rèn)識到自然界龍卷風(fēng)形成兩個條件：上升的氣流和水平的剪切力。呈現(xiàn)縱長渦結(jié)構(gòu)，從流場特性上看，縱長渦接近三維點(diǎn)渦，其底部維點(diǎn)渦的速度分布出發(fā)，實(shí)際中龍卷風(fēng)底部的點(diǎn)渦有兩部分組成渦與自由渦的分界半徑)時為自由渦；當(dāng) r ≤0r 時為強(qiáng)制渦。自然u / 2rθ= Γ π：Γ ——速度環(huán)量； r ——渦邊距點(diǎn)渦中心半徑。渦中流體的旋轉(zhuǎn)速度為：20u r / 2rθ= Γ π在理想情況下，其速度分布如圖 2-1 所示。

圖 1-3 大氣渦旋引擎結(jié)構(gòu)示意圖Figure 1-3 Structure of the Atmospheric Vortex Engine旋引擎中所需要的持續(xù)的熱空氣，其熱源是受傳統(tǒng)技術(shù)或者經(jīng)低品位熱源（如燃燒低濃度瓦斯，工業(yè)廢熱等）。這是渦旋引旋與現(xiàn)有的傳統(tǒng)人造龍卷風(fēng)具有本質(zhì)上的不同之處：在渦旋的的人造龍卷風(fēng)一般利用外力（如風(fēng)機(jī)）產(chǎn)生一個強(qiáng)制力，使流渦旋，這是使用高品質(zhì)的能源來產(chǎn)生龍卷風(fēng)；而渦旋引擎是利來源，只需建立流道，便能自發(fā)地產(chǎn)生渦旋，這是回收流體的，保持進(jìn)口和出口的溫度有一個差值，系統(tǒng)就會持續(xù)自發(fā)的進(jìn)并產(chǎn)生漩渦，進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)化后在出口排出較低溫度的空氣，完uis Michaud 還利用熱力學(xué)循環(huán)過程對整個系統(tǒng)進(jìn)行了分析，分卡諾循環(huán)效率近似（值得一提的是大氣渦旋系統(tǒng)的理想熱力學(xué)熱力學(xué)循環(huán)類似）。同時他還與太陽能煙囪的效率進(jìn)行了比較陽能煙囪其效率與煙囪的高度成比例，而常規(guī)的煙囪建造高度

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]城市大氣環(huán)境治理創(chuàng)新模式及方法研究[D]. 何為.天津大學(xué) 2016
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碩士論文
[1]基于數(shù)值模擬系統(tǒng)的臺風(fēng)渦結(jié)構(gòu)模擬[D]. 李雪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
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本文編號：3297242