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| 1 | 浸没式撞击流反应器流场涡特性的数值研究显示文摘利用大涡模拟(LES)方法研究了撞击流反应器内流场涡特性,分析撞击区域流体流动特征。改变进口速度、喷嘴间距,讨论流场速度、涡量和平面涡能量分布规律,并分析了流场流型、涡演化过程和涡核形式。在反应器内靠近撞击驻点的涡尺寸小、脉动性高,随着撞击距离的增加,流体速度逐渐减小,涡影响范围变大。平均涡量和平均涡能量随进口速度的增加,先增加后减小。结合Q判据分析了反应器内涡的演化过程和流体流型。根据径向射流涡的演变过程,得到径向射流两侧涡演化的周期,在0.15~0.20 s之间。撞击区的涡结构主要为马蹄涡和肋状涡,在出口位置存在涡环。研究结果为深入分析撞击流反应器流体运动规律和优化反应器提供了理论参考。 | 张建伟 高伟峰 董鑫 冯颖 | 2022 | 化工学报2022，73，8： | 1 |
| 2 | 基于撞击流调控的煤泥水混合过程强化研究显示文摘煤泥水中一般含有大量高分散性悬浮颗粒,固液分离难度大。通过调控湍流来强化流体混合和颗粒碰撞是实现固液分离的有效途径。颗粒碰撞絮凝大多发生在湍流环境中,细微颗粒的运动受湍流最小涡尺度影响较大。研究借助撞击流对湍流涡进行调控以强化两种不同密度悬浮液混合及悬浮液中细微颗粒的碰撞。利用两种不同的解算模型对混料桶中悬浮液混合状况及颗粒的分布进行了三维仿真,进入混料桶的水相被视为连续相,固体颗粒被视为连续相(悬浮液)或二次离散相(颗粒),分析了不同入料密度下不同流速比对混料桶内湍流特征参数及颗粒分布的影响。结果表明:相互垂直碰撞的射流形成的撞击流可诱导产生发卡涡、展向涡和轴向涡等湍流宏观涡。颗粒在湍流宏观涡中移动的速度顺序为:大粒度大密度>大粒度小密度>小粒度大密度>小粒度小密度。涡-涡之间、涡-主流之间的交互作用显著提高湍流动能、降低涡尺度,最终形成的最小尺度涡有利于颗粒聚集碰撞;混料桶内流场中产生的最小涡尺度主要以小于平均最小涡尺度的涡为主。上-侧入料流速比v_(up)∶v_(side)从1.258∶1.87增大至1.882∶1.258,最小涡尺度呈现增大趋势,与入料密度无关。当流速比相近,仅流速增大时,最小涡尺度减小。适当增大上-侧入料流速比有助于流体混合及颗粒聚集碰撞,且上-侧入料流速比在1.40~1.50时,混合密度、表观黏度、颗粒聚集均达到最优效果。此外,在同一流速比时,上入料口入料密度大于侧入料口入料密度的情况下,混合均匀性和混合强度均优于上入料口入料密度小于侧入料口入料密度的情况,更有利于流体混合及颗粒碰撞。研究通过对流体水力条件的调控促进混料桶中煤泥水混合及细微颗粒凝聚,为液液混合和固液分离过程强化方式提供了一种新的思路。 | 唐海龙 樊玉萍 马晓敏 董宪姝 常明 | 2023 | 煤炭科学技术2023，51，10： | 0 |
| 3 | 异形喷嘴撞击流混合器涡特性及混合性能数值模拟显示文摘为了研究撞击流混合器不同形状喷嘴的流场涡特性及混合效果,利用数值模拟方法对不同工况下的流场进行分析,得到不同喷嘴撞击流混合器的速度场、涡量场、涡结构以及浓度变异系数的变化规律,揭示不同形状喷嘴对撞击流混合器混合效果的影响。结果表明:喷嘴出口截面为圆形、等边三角形和正方形的撞击流混合器轴向速度为“V”形分布;喷嘴截面为圆形和正方形的撞击流混合器径向速度为“M”形分布。等边三角形截面喷嘴的撞击流混合器产生的流向涡数量多、强度大并且产生的涡旋结构的连续性更高,分布范围更广。相同工况下等边三角形截面喷嘴的撞击流混合器混合效果明显优于圆形喷嘴和正方形喷嘴混合器,最快达到混合均匀。 | 张建伟 刘广奇 冯颖 董鑫 | 2023 | 高校化学工程学报2023，37，5： | 0 |
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