有限空间气体射流在液体中扩展过程的简化模型(3)
时间:2018-06-19 21:53 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
我们将对正方形浮力射流所得到的计算结果和试验成果与之前的圆形浮力射流结果进行比较，可以发现两者的轨迹曲线和浓度曲线近似吻合，当然，在射流出口的一小段距离以内，存在有一定程度上的偏差，而这种偏差在允许范围内是可以接受的。 对于有很多人参与研究的包含浮力反应射流的近场动力学，悬而未决的问题是喷嘴形状和侧壁边界上的流体过渡到湍流的影响应该如何考虑。 古塔马克等人研究了射流喷嘴几何形状的影响，但是对浮力的影响并没有考虑到非圆形浮力射流的现有研究。此外，关于消防安全中的课题，很少有文献会涉及到射流在射出后的非预定混合火焰的侧壁效应［8］。 通过潘林斯特等作为审查的侧壁效应，我们只能得到主要检查预混火焰的结论。然而，非预定混合火焰出现在广泛的应用范围。例如在天然和室内环境中的火灾，在许多情况下典型的有浮力的非预混火焰。由于缺乏对喷嘴的几何形状和侧壁上的流量转移的影响的原因，这激励了许多科学家进行相关的研究，即浮力反应射流湍流的研究。 在充分的三文空间里，我们可以直接通过数值模拟得到一轮反应喷射结果，并与喷嘴平面相同横截面面积的正方形反应的喷流，这考虑到这两种情况都符合两个相邻的侧壁边界的一角配置。对于许多工业和消防安全的应用程序，这些问题都是非常有趣的，但我们尚未进行对其详细研究。 1.2.3 浮力射流的研究方向 综合近些年来国内外对于浮力射流的研究，我们发现，由于浮力射流流动的三文性、复杂性和多样性，解决实际问题的需求已经不能仅仅局限于过于简化的靠近喷口的模型。而伴随着当前世界计算机技术的迅猛发展，以及先进的计算理论的分析和计算模型的建立，数值模拟研究已成为浮力射流主要研究方向。但是同时，数值模拟研究在某些方面仍然有待进一步加强，这是因为： 1）目前对浮力射流的研究主要局限于静止及匀质流动环境中，但实际工程中大部分射流问题发生在流动的环境中。因此，我们后续的研究方向主要应该以对流动情况尤其是随机作用下的射流问题的研究为主； 2）相对于单孔圆形浮力射流，多孔浮力射流和其他形状的浮力射流的流动则更为比较复杂，目前主要采用羽流来代替多孔扩散器的方法。但经过以此为基础模型的数值模拟之后，所得到的情况很不理想。因此，我们后续的研究工作也应该围绕对多孔浮力射流和其他形状的浮力射流进行更多的研究来进行。 1.3 本文工作 针对本次毕业设计的课题，在前期，作者通过对相关文献的查阅，初步熟悉了浮力射流的相关概念和知识理论，并在上文中对近年来这一领域的研究进展和成果做了相关的介绍和分析。正文部分首先针对所要研究的主要对象------轴对称浮力射流的相关理论做了大致的论述。之后得出完成本课题的相关方法，即本利用湍浮力射流理论，建立有限空间气体射流在液体环境中扩展的简化模型，并对根据浮力射流的数学模型和初始边界条件，通过计算机语言的编程，进行数值模拟，得到一系列的数值解曲线［9］。 最后，得到不同时刻的轴向速度、温度和压力数值解曲线图，并对曲线图进行分析和比较，最终得出浮力射流的一般流动特性。 2 轴对称浮力射流 2.1 引言 初始射流在射入到另一介质之后进一步扩展的动力是不同的，如果按照这一标准来划分射流，则射流可以分为动量射流、浮力羽流和浮力射流。 动量射流指的是射流的流出速度很高，依靠射出的初始动量来文持射流自身继续向前运动的，因此动量对于它的流动起到了支配作用［10］。 (责任编辑：qin) |