基于FLUENT軟件的水力空化數(shù)值模擬.pdf

1、空化是由于液體中的局部低壓(低于相應(yīng)溫度下該液體的飽和蒸汽壓)使液體汽化而引發(fā)的微氣泡(或稱氣核)爆發(fā)性生長現(xiàn)象。根據(jù)空化產(chǎn)生的方法一般可以分為四種類型：聲空化，光空化，粒子空化和水力空化。其中，水力空化現(xiàn)象發(fā)生在很多場合，例如在有管徑急劇變化的管道中和水力機(jī)械中。利用水力空化所形成的異乎尋常的高溫、高壓、強(qiáng)沖擊波、高速微射流等極端條件，可以強(qiáng)化許多工藝過程。因此，水力空化在許多領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景。 隨著計(jì)算流體力學(xué)(CF

2、D)的發(fā)展，數(shù)值模擬技術(shù)以其高效、低成本、能適應(yīng)多種可變因素等優(yōu)勢在越來越多的領(lǐng)域得到推廣和應(yīng)用。本文使用CFD軟件FLUENT對文丘里管中的空化流場進(jìn)行數(shù)值模擬，分析研究了操作參數(shù)、物性參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對空化效應(yīng)的影響，所得主要結(jié)果如下： (1)在FLUENT中，可以采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型和空化泡動(dòng)力學(xué)模型對文丘里管中的水力空化進(jìn)行數(shù)值模擬； (2)當(dāng)出口壓力一定時(shí)，升高入口壓力可以增強(qiáng)空化效應(yīng)； (3)隨著溫度的升

3、高，液體的飽和蒸汽壓也隨著增大，這有利于產(chǎn)生空化；而同時(shí)液體中溶解的氣體含量則隨著下降，這又限制了空化的發(fā)生；在40℃附近空化核心區(qū)汽含率最小，空化強(qiáng)度最弱； (4)液體的粘性對空化具有抑制作用，粘性越大空化強(qiáng)度越弱； (5)表面張力對空化的影響不明顯； (6)當(dāng)液體中初始含氣量很小的時(shí)候，隨著液體中初始含氣量的增大，空化強(qiáng)度也隨著增大；當(dāng)液體中初始含氣量增大到一定程度后，隨著含氣量的增大，空化強(qiáng)度則隨著減?。?/p>