一、Visualization of the Precessing Vortex Core in a Cyclone Separator by PIV（论文文献综述）
郭向吉[1]（2019）在《基于流动结构分析的涡流管能量分离机理及其优化准则研究》文中研究说明涡流管以其独特的能量分离现象,在制冷、天然气和航天等工业领域具有重要的应用前景。由于内部存在着复杂的流体运动和传热传质过程,涡流管能量分离机理和优化设计尚未得到解决,成为制约其发展的重要问题。本论文从涡流管流场结构和流动非定常振荡特性出发,采用数值模拟与可视化实验相结合的手段研究了强旋流流场内大尺度涡结构对流场中质量传递与能量传递过程的影响,揭示了涡流管内流动分离和能量分离机制,并提出了新的优化设计方法,具体研究内容与结果如下:首先,对比分析了采用稳态数值计算得到的二次环流结构与采用非稳态数值计算得到的进动涡核结构的区别,阐明了这两种不同流动结构的产生机制与流动特性,发现了控制强旋流流场结构的非定常特性。通过非稳态数值计算求解流场结构,发现了涡流管内强旋流流场中的涡破碎现象;依据涡破碎理论,将涡核尺度与轴向压力梯度耦合分析,得到了以折返流边界为显着特征的流动结构在不同冷流比下变化规律,并发现折返流边界形状与能量分离性能紧密相关的特征。通过对监测点速度时间序列进行频谱分析,揭示了流场结构呈现出周期振荡特性;发现了进动涡核结构对其周围流场有显着影响,使其表现出同一特征频率振荡;此外,改变冷流比对流场中质点振荡影响较小,而升高入口压力带来的性能提升可归结为流场振荡特征频率的增大。其次,采用PIV和LDV非接触式测速设备对流场进行了瞬态和时均态测试,得到了在不同管长、冷流比和入口压力下的轴向及径向速度场分布,捕捉到了涡破碎现象及位于折返流边界上进动涡核的大尺度涡结构。揭示了在过短管和过长管中折返流边界随着冷流比的增加呈现两种相反模式的变化规律;该变化规律分别对应了两种不同的能量分离性能恶化机制。发现了轴向滞止点并不是一种基本的流动结构,而仅出现在性能次佳状态的流场中。在不同入口压力下流动结构具有相似性,改变入口压力对折返流边界分布影响较小。此外,通过LDV速度场结果验证了数值模型的准确性。再次,通过研究流场振荡特性对内外层之间能量传递的影响,揭示了进动涡核这一大尺度涡结构决定涡流管内流动分离和能量分离过程,建立了基于微元周期性振荡进行逆温度梯度能量输运的类热泵能量分离模型,并指出进行该热泵循环所需功量为进动涡核振荡所提供,折返流边界形状与流场振荡特征频率决定了能量分离性能。最后,通过联立外部条件、大尺度流动结构和流动分离、能量分离过程,提出了涡流管主流道结构优化设计准则,并基于涡结构分析求解纳维-斯托克斯方程,给出了主流道关键参数优化设计程序。
张春[2]（2019）在《双旋转入流湍流场流动特性的大涡模拟研究》文中研究表明在实际工程应用中,为了促进充分燃烧通常采用旋流入流装置,通过旋流流动产生涡破碎进而引起的中心回流区可以实现充分混合的同时稳定火焰,旋流燃烧技术因其稳定高效、清洁燃烧的特点,已经成为极具发展潜力的手段。与此同时为了降低NOx及颗粒物的排放,旋流燃烧技术在航空和地面燃气轮机燃烧室及各类工业装置中都得到了极为广泛的应用。通过旋流器产生旋流,其中的螺旋叶片引导气流形成螺旋状态,同时也有减缓流速的作用,有效地降低了横直管中的压力波动。本文分别采用UG和ICEM-CFD软件对本课题组设计的双旋流器进行建模与高质量的分块结构网格划分,包含内外管道的双旋流装置。使用OpenFOAM计算程序对该旋流器装置中的空气分别与甲烷和氮气这两种不同密度气体混合快慢的问题展开了大涡模拟（LES）研究。使用OpenFOAM软件对该装置开展了三维冷态流场计算,包括旋流角度为60度、90度和120度的同向和异向旋流器,其中旋流数分别为0.25、0.36和0.51。在保证内外管道动量通量一致的前提下,内管中的甲烷与外管中的空气具有不同的速度入流。结果显示,在异向旋流器下,内外管道的速度差产生了较强的剪切力,加速了流场的混合,使得流场在下游发展的更加完全。相较于同向旋流器,异向旋流器在中下游产生了更强的涡破碎。对比同轴向位置处的流场,发现异向旋流器相对于同向旋流器流场混合的更加完全,发展更快,而经过同向旋流器的流场扩张角度更大。此外异向旋流器的流向涡要比同向旋流器更强。且在异向旋流器下可以观察到进动涡核的存在,但是在同向旋流器下并未发现,旋流剪切层的Kelvin-Helmholtz不稳定性是产生这种现象的原因。对比三个不同旋流数下的甲烷-空气混合流场发现旋流数的增大在一定程度上加速了流场的混合以及组分的扩散。同时,针对旋流角度为60度的旋流器,研究了空气分别与甲烷和氮气的混合过程。发现不同密度气体与空气的混合过程存在一定的差异,由于扩散系数的不同导致旋流器出口处组分的分布不同,同时流场中的流向涡和平面涡也具有一定的差异性。综合本研究结果可以得出,旋流强度对流场的发展起到了很大的影响,旋流强度的增强促进了流场的混合。同向与异向旋流器的差异性也会导致剪切力的差异性,显然异向旋流器的流场发展更快。流体密度的差异在一定的程度上也影响着流场的发展。
王剑刚[3]（2016）在《三维旋转湍流场激光测速研究》文中研究表明三维旋转湍流场的研究对廓清旋转流场的分离机制,提高水力旋流器的分离效率,具有十分重要的意义。旋转流场的切向、轴向和径向三个速度分量是阐明其分离机理的基本参数,此外,旋转流场还存在一些基本的流动特征,比如零轴速包络面、短路流和二次涡流。旋转流场具有高度的三维性和瞬时性,对测量技术的要求很高。本文提出综合利用三种激光测速方法,即体三维流场测速（V3V）、粒子图像测速（PIV）和相位多普勒分析（PDPA）三种测试方法的优势,探索可以全面探测旋转流场各主要参数的测试方案。针对35mm锥角为6°的水力旋流器,重点研究了切向、轴向、径向等速度分量,短路流、二次涡流等流动结构以及切向速度指数、零轴速度包络面等流场重要特征和参数,获得的创新性成果如下：（1）通过分析V3V测试光路、设计基于碘化钠-水溶液的折射率匹配方案,结合微流控技术制备单分散示踪微球,首次实现了旋转流场的三维三分量速度分布的测量；测定了三维零轴速度包络面；提出采用三维轴向速度分布进行短路流计算的方法,获得短路流量为13%；发现了向下旋进的二次涡流现象,并给出了体三维流场中旋流场内沿螺旋线分布的循环流流量的计算模型,估算出下锥段的循环流量约为：10.39×10-6m3/s。（2）首次提出PIV层摄分析法,解决了平面两维PIV无法测量旋转流场的切向速度的问题。测量旋转流场在不同分流比时候的切向速度分布,发现分流比改变了上行流的轴向速度分布和分布空间,分流比为0的工况下旋转流场中心处强制涡区域的切向旋转速度明显较高,而边壁处的切向速度则有一定的削弱；测量了旋流器内不同流量和分流比下r-z面上的轴向速度,发现LZW的形状不随进口流量变化改变,随着分流比的减小,LZW逐渐不连续,过小的分流比导致了过大的向上的轴向速度,使得流体冲撞旋流管壁面,流场的稳定分布被破坏；通过r-z切面上的流线分布,发现旋转流场内的二次涡并不是轴对称的,在整个水力旋流器的长度上交错布置；测量了轴向和径向湍动速度,发现无论是轴向还是径向流强度大的位置主要在强制涡区域,和轻质分散相通过PDPA测得的边壁处轴向湍动更大不同。（3）通过沿锥面布置长视窗,实现灵活的PDPA测量位置以及更多的测试点,切向速度和轴向速度因旋流管斜置引起的总误差最大值分别为0.04%和0.69%；采用PDPA对三种不同进口大小的水力旋流器流场内的切向、轴向速度分量,零轴速度包络面和二次涡流等流场特征进行测量,重点分析了切向速度指数的分布规律,发现切向速度随着进口尺寸的减小而增大。进口的增大还引起了切向速度指数n的增大。更大进口的旋流器切向速度分布更接近自由涡,切向速度从中心的峰值到边壁处下降较快,对边壁处的颗粒分离不利。另外,切向速度指数n从顶盖到底流口成从小到大的趋势。在较小的进口尺寸下,由于输入了更多的能量,柱段的切向速度靠近边壁处呈现出偏强制涡的规律；分析了进口尺寸对轴向速度的影响,发现随着进口尺寸的增大,LZVV的位置相对远离旋流器壁面,同时向轴心以及底流口偏移。此外,通过PDPA测定了切向和轴向湍动速度,发现随进口的减小,切向和轴向的湍动均增大,使得旋流器内能量耗散增大,压力降也会随之增大。
李昌剑[4]（2012）在《分级式合成气初步净化系统中旋风分离器的结构优化》文中研究指明以合成气初步净化工艺中的关键设备径向入口旋风分离器为研究对象,采用实验和数值模拟的方法对该旋风分离器的结构进行了优化,同时系统地研究了旋风分离器的涡核及其流场的特性。采用五孔探针对旋风分离器流场进行测量,获得了旋风分离器流场的基本分布规律,为旋风分离器数值模拟的验证提供了有效的数据基础。采用流体力学软件对不同结构径向入口旋风分离器的气固两相流场进行了数值模拟,并基于响应曲面法得到旋风分离器的压降模型及分离效率模型。结果表明升气管直径和入口角度对旋风分离器的分离性能影响较大,且两者对旋风分离器分离性能的影响有着很强的交互作用。在考虑压降及分离效率权重的基础上,得到了最优性能的旋风分离器结构。利用大涡模拟对旋风分离器的气相流场进行了数值模拟,发现旋风分离器的整个分离空间均存在不同程度的涡核进动现象。操作条件和结构参数对旋风分离器不同轴向高度上的涡核进动频率会产生不同的影响。涡核轮廓和轴向速度轮廓差异显着。旋风分离器的整个流场呈现非轴对称性,增大旋流数,可降低旋风分离器流场的不稳定性,流场非轴对称性降低。通过数值模拟的方法对比单个3000 mm旋风分离器和四个直径为1500 mm的旋风分离器并联后的分离性能,发现并联的旋风分离器比单个旋风分离器具有较高的分离效率,同时压降也较低。
钱付平[5]（2006）在《不同排尘结构及操作条件旋风分离器分离特性的研究》文中进行了进一步梳理旋风分离器作为一种重要的气固分离设备,因其具有结构简单、高效、能承受高温高压等优点,在能源、化工、冶金、环保等许多领域有着广泛的应用。旋风分离器比较成功的应用是PFBC（增压流化床燃烧）、IGCC（整体气化联合循环）、CFBC（循环流化床燃烧）以及FCC（催化裂化）装置等。在这些苛刻的运行条件下,旋风分离器是唯一一种可以商业应用的除尘和分离设备。然而,旋风分离器的主要缺点是对于粒径小于5μm的颗粒除尘效率较低。要提高旋风分离器的分离效率、改进结构和优化尺寸,必须深入地研究旋风分离器内湍流流场分布规律以及气固两相分离特性。本文利用试验和数值模拟两种途径分析了不同结构及操作条件旋风分离器内强旋流场以及气固两相分离特性。试验研究包括气相流场和分离性能的测试,即应用先进的粒子图像测速技术（PIV）测量不同排尘结构旋风分离器灰斗及直管内的气相流场;测试了不同排尘结构以及不同入口颗粒浓度下旋风分离器的压力损失和分离效率。数值模拟时,气相场采用能反映各向异性湍流的雷诺应力输运模型（RSTM）,各方程对流项采用具有二阶精度的QUICK差分格式。对颗粒相的计算,针对不同的入口颗粒浓度,分别采用单、双向耦合的离散颗粒模型以及简化的欧拉模型-代数滑移混合模型（ASMM）。针对工作在高温高压以及高入口颗粒浓度条件下旋风分离器非常有限的试验数据,本文还利用数值模拟技术对不同温度和压力下旋风分离器分离性能进行了预测,并预测了PFBC、IGCC以及CFBC典型工作温度、压力以及入口颗粒浓度下旋风分离器的分离性能。同时,论文还比较了数值模拟结果和相关的试验数据,结果表明:1、数值模拟结果和有关的经验和半经验公式以及试验数据比较,能获得更为满意的结果,从而也表明,应用数值模拟技术来研究不同结构和操作条件下旋风分离器的分离特性是方便且可行的。2、旋风分离器底部加直管及直管底部少量抽气使得气流向下移动,增加颗粒有效分离空间,有效降低已分离颗粒的二次扬尘,改善分离效果。然而,当直管长度增至一定值后,分离效率却有下降的趋势。说明,直管有一个最优长度,对于一定筒体直径的旋风分离器,其最优直管长度约为2D（D为筒体直径）。虽然直管太长反而不利于粉尘的分离,但是,在直管底部抽取一定量的气体后,又能提高此时旋风分离器的分离效率。抽气量为2%时就能明显提高旋风分离器的分离效率。值得注意的是,和直管长度一样,抽气率也有一个最佳值,超过这个最佳值,分离效率增加不明显。本文中,旋风分离器的最佳抽气量约为2%。3、压力损失和分离效率都随着温度的升高而降低,而且温度主要对粒径较小颗粒产生影响;压力增加使得压力损失和分离效率提高。从这个意义上看,温度增加而导致减小的分离效率会由于操作压力的提高而得到一定程度的补偿;4、随入口颗粒浓度的增加,旋风分离器分离效率相应提高,尤其是小粒径颗粒,分离效率提高明显。但是,随着入口颗粒浓度的进一步增加,分离效率增加并不明显。在本文试验的入口颗粒浓度范围内,旋风分离器的压降会随入口颗粒浓度的增加而减小;5、利用简化的欧拉模型-代数滑移混合模型计算循环流化床旋风分离器不但可以节省大量的计算时间,还能获得较为满意的结果,在实际应用时,可以利用该模型来定性分析颗粒入口浓度对旋风分离器分离性能的影响。数值模拟以及试验所得结果对进一步认识不同排尘结构以及操作条件下旋风分离器的分离机理具有一定的指导意义。通过数值模拟和试验研究发现,对于常规旋风分离器,其锥体底部以及灰斗内仍具有较强的旋流,据此可以认为,常规旋风分离器内的涡旋反转点并非停留在锥体部分,如果给其提供分离空间的话,气流仍会向下运动。正是从这一点来看,可以认为,常规旋风分离器的自然旋风长会大于其本体长度。本文利用数值模拟技术,并基于响应曲面法对旋风分离器自然旋风长进行了较为全面的
二、Visualization of the Precessing Vortex Core in a Cyclone Separator by PIV（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Visualization of the Precessing Vortex Core in a Cyclone Separator by PIV（论文提纲范文）
（1）基于流动结构分析的涡流管能量分离机理及其优化准则研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.1.1 涡流管发展概述 |
| 1.1.2 涡流管作为分离器的应用 |
| 1.1.3 涡流管结构及工作原理简介 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展与评价 |
| 1.2.1 涡流管流动结构分析主要方法与进展 |
| 1.2.2 涡流管能量分离机理 |
| 1.2.3 涡流管性能优化方法 |
| 1.3 强旋流流场特性 |
| 1.3.1 概述 |
| 1.3.2 旋流流场中的衡量标准和基本特征 |
| 1.3.3 强旋流中涡破碎研究概况 |
| 1.3.4 强旋流中非定常涡核进动过程概况 |
| 1.3.5 强旋流流场特征与涡流管研究的关系 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 涡流管流动结构非稳态数值模拟研究 |
| 2.1 涡流管非定常流动结构的数值计算模型 |
| 2.1.1 涡流管几何模型 |
| 2.1.2 非稳态计算模型及控制方程 |
| 2.1.3 网格无关性验证 |
| 2.2 涡流管数值计算模型验证与讨论 |
| 2.2.1 涡流管能量分离现象 |
| 2.2.2 涡流管内瞬态与时均态速度场分布特性 |
| 2.3 涡流管内强旋流流场非定常特性结果 |
| 2.4 涡流管主流道内涡破碎现象研究 |
| 2.4.1 涡破碎理论在涡流管流场中的应用与分析 |
| 2.4.2 冷流比对涡破碎的影响 |
| 2.4.3 涡流管内涡破碎模式分析 |
| 2.5 涡流管内进动涡核特性研究 |
| 2.5.1 主流道子午面上涡核进动频率特性整体分布情况 |
| 2.5.2 冷流比对涡核进动特性的影响 |
| 2.5.3 入口压力对涡核进动特性的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 涡流管主流道激光非侵入式可视化实验研究 |
| 3.1 涡流管瞬态与时均态流场的PIV实验研究 |
| 3.1.1 PIV测量原理简介 |
| 3.1.2 实验方案 |
| 3.1.3 实验结果与分析 |
| 3.2 涡流管时均态流场的LDV实验研究 |
| 3.2.1 LDV测量原理简介 |
| 3.2.2 实验方案 |
| 3.2.3 实验结果与分析 |
| 3.2.4 PIV结果与LDV结果对比讨论 |
| 3.3 涡流管流场的数值模拟与实验验证讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 涡流管能量分离机理与主流道优化准则研究 |
| 4.1 涡流管能量分离机制 |
| 4.1.1 强旋流流场非定常特征与能量分离过程的关系分析 |
| 4.1.2 能量分离机制描述 |
| 4.2 涡流管能量分离模型的建立 |
| 4.3 涡流管性能优化与关键结构尺寸关系研究 |
| 4.4 涡流管主流道关键结构尺寸的优化准则 |
| 4.4.1 涡流管主流道优化准则 |
| 4.4.2 基于涡结构分析的涡流管主流道关键尺寸优化模型 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）双旋转入流湍流场流动特性的大涡模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 旋流 |
| 1.2.1 旋流流动 |
| 1.2.2 单旋流 |
| 1.2.3 多旋流 |
| 1.2.4 旋流数 |
| 1.3 湍流流动 |
| 1.4 大涡模拟方法 |
| 1.4.1 大涡模拟湍流脉动过滤 |
| 1.4.2 大涡模拟亚格子尺度模型 |
| 1.5 研究内容 |
| 第二章 数值方法及模型 |
| 2.1 模型选择 |
| 2.1.1 Smagorinsky模型 |
| 2.1.2 动态Smagorinsky模型 |
| 2.1.3 WALE模型 |
| 2.1.4 动态动能亚格子模型 |
| 2.2 求解器选择 |
| 2.2.1 OpenFOAM求解器 |
| 2.3 OpenFOAM介绍 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 变密度射流的大涡模拟计算 |
| 3.1 计算设置 |
| 3.2 统计值分析 |
| 3.2.1 沿射流轴线的分布 |
| 3.2.2 径向分布 |
| 3.3 相干结构 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 双旋流湍流计算设置 |
| 4.1 边界条件 |
| 4.2 入口设置 |
| 4.3 结构介绍 |
| 4.4 网格划分 |
| 4.5 计算资源 |
| 第五章 双旋流湍流场分析 |
| 5.1 统计值分析 |
| 5.1.1 沿轴向同异向旋流分布曲线 |
| 5.1.2 沿径向同异向旋流分布曲线 |
| 5.2 流场分析 |
| 5.2.1 甲烷旋流流场分布 |
| 5.2.2 氮气旋流流场分布 |
| 5.3 相干结构 |
| 5.3.1 Q准则 |
| 5.3.2 涡度 |
| 5.3.3 进动涡核 |
| 5.4 回流区 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要工作与结论 |
| 6.2 未来工作计划 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（3）三维旋转湍流场激光测速研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 旋转流场结构的基本认识 |
| 1.2.1 切向速度 |
| 1.2.2 轴向速度 |
| 1.2.3 径向速度 |
| 1.2.4 短路流 |
| 1.2.5 二次涡流 |
| 1.3 旋转流场测试方法与测试进展 |
| 1.3.1 基于激光多普勒测试技术的旋转流场研究 |
| 1.3.2 基于粒子图像测试技术测试的旋转流场研究 |
| 1.3.3 旋转流场测试方法讨论 |
| 1.4 V3V测试方法概述 |
| 1.4.1 V3V原理简介 |
| 1.4.2 V3V测试文献综述 |
| 1.4.3 V3V测试能力分析 |
| 1.5 主要研究目标 |
| 1.6 研究内容及思路 |
| 第2章 基于相位多普勒粒子测量技术的旋转湍流场研究 |
| 2.1 PDPA测试系统的组成 |
| 2.2 PDPA测试原理 |
| 2.3 旋转流场的PDPA实验系统搭建和流程设计 |
| 2.3.1 水力旋流器尺寸设计 |
| 2.3.2 水力旋流器测试模型设计 |
| 2.3.3 倾角长视窗设计 |
| 2.3.4 测试流程 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 误差分析 |
| 2.4.2 不同流量下切向和轴向速度场分析 |
| 2.4.3 不同进口尺寸下切向速度分布特性 |
| 2.4.4 切向速度指数 |
| 2.4.5 轴向速度分布 |
| 2.4.6 切向和轴向RMS速度分布 |
| 2.4.7 短路流和二次涡流 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 基于粒子图像测速的旋转湍流场研究 |
| 3.1 PIV测试系统的组成和原理 |
| 3.1.1 PIV测试技术原理 |
| 3.1.2 PIV测试系统组件 |
| 3.2 旋转流场的PIV实验系统搭建和流程设计 |
| 3.2.1 水力旋流器测试模型设计 |
| 3.2.2 R-z截面上轴向和径向速度的测量方法与流程 |
| 3.2.3 层摄分析法测定旋转流场切向速度的方法与流程 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 粒子图像的优化方法及其效果 |
| 3.3.2 流场的速度矢量分布 |
| 3.3.3 流量对轴向速度分布的影响 |
| 3.3.4 分流比对轴向速度分布的影响 |
| 3.3.5 流量对径向速度分布的影响 |
| 3.3.6 分流比对径向速度分布的影响 |
| 3.3.7 湍流强度 |
| 3.3.8 雷诺切应力分布 |
| 3.3.9 涡量分布 |
| 3.3.10 二次涡分布 |
| 3.3.11 短路流计算方法 |
| 3.3.12 基于层摄分析法的切向速度分布 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 体三维流场测速实验平台建构和方法设计 |
| 4.1 体三维旋转流场的光路分析 |
| 4.1.1 散焦原理 |
| 4.1.2 旋转流场中V3V测试光路的扭曲 |
| 4.2 模型与工作流体的折射率匹配方法 |
| 4.2.1 折射率匹配方法概述 |
| 4.2.2 折射率匹配原则 |
| 4.2.3 折射率匹配实验设计 |
| 4.2.4 折射率匹配效果分析 |
| 4.3 示踪颗粒制备 |
| 4.3.1 体三维旋转流场测试的示踪颗粒特性 |
| 4.3.2 高分子微球及其制备 |
| 4.3.3 微流控方法制备高分子微球 |
| 4.3.4 示踪颗粒制备实验设计 |
| 4.3.5 示踪颗粒制备结果分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 体三维旋转湍流场测量研究 |
| 5.1 旋转流场V3V测试平台构建 |
| 5.1.1 V3V测试系统组成 |
| 5.1.2 V3V测试原理 |
| 5.2 旋转流场V3V测试流程及方法 |
| 5.2.1 旋流器测试模型设计 |
| 5.2.2 旋转流实验平台 |
| 5.2.3 测试流程及数据处理 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 旋转流场的径向速度分布 |
| 5.3.2 旋转流场的切向速度分布 |
| 5.3.3 旋转流场的轴向速度分布及三维零轴速度包络面 |
| 5.3.4 短路流 |
| 5.3.5 向下旋进的二次涡流 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（4）分级式合成气初步净化系统中旋风分离器的结构优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究内容 |
| 第2章 文献综述 |
| 2.1 旋风分离器结构研究现状 |
| 2.1.1 入口结构的研究 |
| 2.1.2 升气管的研究 |
| 2.1.3 筒体的研究 |
| 2.1.4 锥体的研究 |
| 2.1.5 排尘结构的研究 |
| 2.1.6 其他结构的研究 |
| 2.1.7 整体结构优化研究 |
| 2.2 旋风分离器涡核研究 |
| 2.3 旋风分离器流场非轴对称性研究 |
| 2.4 旋风分离器流场的实验研究 |
| 2.5 旋风分离器多相流场的数值模拟 |
| 2.5.1 气相流场的数值模拟 |
| 2.5.2 颗粒相流场的数值模拟 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 旋风分离器流场测定实验 |
| 3.1 实验流程与测量方法 |
| 3.2 实验结果与分析 |
| 3.2.1 不同入口气速对流场的影响 |
| 3.2.2 不同入口角度对流场的影响 |
| 3.2.3 不同升气管直径对流场的影响 |
| 3.2.4 不同锥体角度对流场的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于响应曲面法的旋风分离器结构优化 |
| 4.1 响应曲面法 |
| 4.2 数学模型 |
| 4.2.1 湍流模型 |
| 4.2.2 离散相模型 |
| 4.3 网格划分及边界条件 |
| 4.4 模拟结果与讨论 |
| 4.4.1 数值模拟结果验证 |
| 4.4.2 欧拉数 |
| 4.4.3 分离效率 |
| 4.4.4 结构优化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 旋风分离器涡核研究 |
| 5.1 网格划分和边界条件 |
| 5.2 模拟结果及讨论 |
| 5.2.1 数值模拟结果验证 |
| 5.2.2 涡核进动现象 |
| 5.2.3 涡核进动规律 |
| 5.2.4 涡核进动频率 |
| 5.2.5 速度波动水平 |
| 5.2.6 结构参数对涡核轮廓及轴向速度轮廓的影响 |
| 5.2.7 操作条件对涡核轮廓及轴向速度轮廓的影响 |
| 5.2.8 入口结构对流场非轴对称性的影响 |
| 5.2.9 升气管直径对流场非轴对称性的影响 |
| 5.2.10 操作条件对流场非轴对称性的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 多个旋风分离器并联分离性能初步研究 |
| 6.1 网格划分及边界条件 |
| 6.2 结果与分析 |
| 6.2.1 相同分离空间旋风分离器性能对比 |
| 6.2.2 几何相似旋风分离器性能对比 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士在读期间发表论文 |
（5）不同排尘结构及操作条件旋风分离器分离特性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 旋风分离器结构改进的研究现状和发展趋势 |
| 1.3 旋风分离器内涡旋反转的研究现状和发展方向 |
| 1.4 旋风分离器气固两相流数值模拟研究进展及发展方向 |
| 1.4.1 常温常压旋风分离器气固两相数值模拟研究进展 |
| 1.4.2 高温高压旋风分离器气固两相数值模拟研究进展 |
| 1.4.3 高入口颗粒浓度旋风分离器气固两相数值模拟研究进展 |
| 1.5 旋风分离器流场测试研究现状及发展趋势 |
| 1.6 论文研究的目的与主要工作 |
| 1.6.1 试验研究主要工作 |
| 1.6.2 理论分析主要工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 旋风分离器不同长度直管内气相流场的可视化试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 PIV 测试系统 |
| 2.2.1 测试系统介绍 |
| 2.2.2 测量原理 |
| 2.2.3 互相关法图像处理 |
| 2.3 流场测试系统 |
| 2.4 测量结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 不同排尘结构旋风分离器分离性能的测试 |
| 3.1 试验目的及方案 |
| 3.2 试验装置与方法 |
| 3.2.1 试验系统 |
| 3.2.2 试验对象及粉尘用料 |
| 3.2.3 供风系统及风量测量 |
| 3.2.4 直管底部抽气率的控制 |
| 3.2.5 加料系统及浓度控制 |
| 3.2.6 效率和压力的测定 |
| 3.3 试验结果与分析 |
| 3.3.1 不同排尘结构旋风分离器的压力损失 |
| 3.3.2 不同直管长度旋风分离器的分离效率 |
| 3.3.3 直管底部不同抽气率时旋风分离器的分离效率 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于边界层分离理论旋风分离器分离效率的改进模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 旋风分离器的自然旋风长 |
| 4.3 模型理论 |
| 4.3.1 停留时间 |
| 4.3.2 颗粒运动 |
| 4.3.3 分离效率 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 不同排尘结构旋风分离器气固两相流动的数值模拟 |
| 5.1 计算模型 |
| 5.1.1 湍流模型 |
| 5.1.2 离散相受力分析 |
| 5.1.3 颗粒的湍流扩散 |
| 5.1.4 边界条件 |
| 5.1.5 计算工况 |
| 5.1.6 网格划分 |
| 5.2 气相流场计算结果与分析 |
| 5.2.1 气相流场计算结果验证 |
| 5.2.2 不同直管长度时的流场形式 |
| 5.2.3 不同直管底部抽气率时的流场形式 |
| 5.3 气固两相流动分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 高温高压条件下旋风分离器分离性能的经验模型与数值预测 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 数值计算模型 |
| 6.2.1 切向进口旋风分离器 |
| 6.2.2 蜗壳进口旋风分离器 |
| 6.2.3 模型的建立及边界条件 |
| 6.3 旋风分离器的经验模型 |
| 6.3.1 流场模型 |
| 6.3.2 分离效率 |
| 6.3.3 压力损失 |
| 6.4 计算结果与分析 |
| 6.4.1 温度对流场的影响 |
| 6.4.2 温度对压力损失的影响 |
| 6.4.3 温度对分离效率的影响 |
| 6.4.4 温度和压力对分离效率的综合作用 |
| 6.4.5 温度和压力对分离器压降的综合作用 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 入口颗粒浓度对旋风分离器分离性能影响的研究 |
| 7.1 试验研究 |
| 7.1.1 试验装置与试验条件 |
| 7.1.2 不同入口颗粒浓度时旋风分离器分离性能 |
| 7.2 气固两相计算方法 |
| 7.2.1 欧拉-拉格朗日模型 |
| 7.2.2 欧拉-欧拉模型 |
| 7.2.3 模型的选择原则 |
| 7.3 数值计算模型 |
| 7.3.1 双向耦合离散颗粒模型 |
| 7.3.2 代数滑移混合模型 |
| 7.3.3 计算工况设计 |
| 7.3.4 边界条件 |
| 7.4 碰撞系数的确定 |
| 7.5 不同入口颗粒浓度旋风分离器计算结果与分析 |
| 7.5.1 工况1 计算结果和试验值比较 |
| 7.5.2 入口颗粒浓度对切向速度的影响 |
| 7.5.3 入口颗粒浓度对旋风分离器内颗粒体积份额分布的影响 |
| 7.5.4 入口颗粒浓度对旋风分离器分离效率的影响 |
| 7.5.5 入口颗粒浓度对旋风分离器压力损失的影响 |
| 7.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.1.1 试验研究方面 |
| 8.1.2 理论研究方面 |
| 8.2 展望 |
| 8.2.1 试验方面 |
| 8.2.2 数值模拟方面 |
| 附录：基于响应曲面法旋风分离器的自然旋风长 |
| 1 旋风分离器相似分析 |
| 2 响应曲面设计 |
| 3 CFD 模型 |
| 4 响应与因素 |
| 5 结果与分析 |
| 6 比较与讨论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 国内外期刊论文 |
| 国内国际会议论文 |
| 致 谢 |
四、Visualization of the Precessing Vortex Core in a Cyclone Separator by PIV（论文参考文献）
- [1]基于流动结构分析的涡流管能量分离机理及其优化准则研究[D]. 郭向吉. 大连理工大学, 2019(01)
- [2]双旋转入流湍流场流动特性的大涡模拟研究[D]. 张春. 江苏大学, 2019(10)
- [3]三维旋转湍流场激光测速研究[D]. 王剑刚. 华东理工大学, 2016(05)
- [4]分级式合成气初步净化系统中旋风分离器的结构优化[D]. 李昌剑. 华东理工大学, 2012(06)
- [5]不同排尘结构及操作条件旋风分离器分离特性的研究[D]. 钱付平. 东南大学, 2006(04)