基于脈沖微射流控制的射流特性實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著天然氣的開發(fā)利用，燃?xì)庖呀?jīng)成為我們的主要工業(yè)能源。燃料與空氣的快速混合是提高燃料燃燒效率的關(guān)鍵。這就需要對射流的流動狀態(tài)進(jìn)行有效的控制，進(jìn)而控制燃?xì)馍淞鞯幕旌霞叭紵^程。因此本文設(shè)計了一套基于高頻微射流控制的射流特性實(shí)驗(yàn)裝置，并利用CFD軟件對不同控制條件下的射流的流場進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬，取得以下成果：
　　1、利用CAD設(shè)計軟件CAXA和Solidworks設(shè)計了一套脈沖微射流實(shí)驗(yàn)裝置，主要對其中射流氣體處理系統(tǒng)、射流管系

2、統(tǒng)和脈沖激勵發(fā)生器系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計，并利用流體分析軟件Fluent對射流管中的擴(kuò)散段和收縮段的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了模擬分析，選取了最佳的擴(kuò)散段的擴(kuò)散角度，擴(kuò)散角α為16°，最佳的收縮段的收縮曲線正弦曲線及收縮長度L=170 mm，保證了主射流噴嘴出口出的湍流度和邊界層厚度等流動參數(shù)均符合實(shí)驗(yàn)設(shè)計要求。
　　2、對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行裝配，并對實(shí)驗(yàn)臺進(jìn)行搭建和調(diào)試，檢測射流出口處的速度分布和湍流度分布，速度分布均勻，出口處平均湍流度小于0.5％，邊

3、界層厚度＜0.2R，符合設(shè)計要求。
　　3、在每個微射流孔的質(zhì)量流率比Cm=0.1%，占空比φ=10%的條件下，對微射流與主射流的頻率比 Fv/FO（FV為微射流激勵頻率，F(xiàn)O為主射流大渦頻率）在0～2.0變化時，同時微射流孔的分布方式為2、3、4、6的均勻分布方式下的外部流場的實(shí)驗(yàn)及模擬分析。結(jié)果表明，F(xiàn)v/FO≈1時，微射流對主射流的控制效果最佳。當(dāng)Fv/FO≈1時，流場中大渦卷吸與配對過程明顯，對主射流的控制效果最佳，主射流