液體射流減速消能構(gòu)件的數(shù)值模擬和優(yōu)化.pdf

1、射流式反應(yīng)器具有傳質(zhì)效率高、裝置放大性能好等優(yōu)點，但反應(yīng)器內(nèi)高速射流沖擊液面產(chǎn)生氣泡的問題給反應(yīng)器的連續(xù)運轉(zhuǎn)帶來了諸多不利因素，所以本文以將反應(yīng)器內(nèi)的射流減速、防射流沖擊而產(chǎn)生氣泡為目標(biāo)，設(shè)計一種安裝于反應(yīng)器內(nèi)的構(gòu)件——斜板減速構(gòu)件，構(gòu)件是通過引導(dǎo)射流反復(fù)碰撞消能以達(dá)到裝置內(nèi)防沖擊的目的。
　　本文首先比較了水力旋流分離法和碰撞減速法的優(yōu)缺點，綜合了合作單位裝置的現(xiàn)有條件和限制因素，確定采用以百葉窗結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)改進(jìn)而來的斜板結(jié)構(gòu)。<

2、br>　　本文利用了數(shù)值模擬的方法，建立不同參數(shù)條件下的斜板構(gòu)件模型，以探究斜板的傾斜角度、高度、間距等結(jié)構(gòu)參數(shù)對減速消能效果和介質(zhì)流動形態(tài)的影響。本文數(shù)值模擬利用GAMBIT軟件對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并用FLUENT對流場進(jìn)行計算。本文在確定構(gòu)件的結(jié)構(gòu)參數(shù)后，建立了完整的構(gòu)件內(nèi)流場模型，利用多相流 VOF模型對構(gòu)件在發(fā)生器不同操作工況下的流場進(jìn)行模擬，分析和研究了構(gòu)件內(nèi)的速度分布、壁面處能量耗散程度以及介質(zhì)在構(gòu)件內(nèi)的流動形態(tài)。結(jié)果表明，

3、斜板減速構(gòu)件能夠?qū)崿F(xiàn)對射流減速消能的目的，并且設(shè)置多層斜板組，可增加射流碰撞次數(shù)，還可進(jìn)一步提高減速消能的效果。但當(dāng)流速降低到一定程度后，繼續(xù)增加斜板層數(shù)對減速消能效果的提升有限。在目前所適配的裝置和操作工況下，經(jīng)四層斜板構(gòu)件的減速消能作用，可將射流流速降低75%左右。
　　本課題還加工了相應(yīng)的構(gòu)件，并在合作單位的某型發(fā)生器上進(jìn)行了構(gòu)件的可行性實驗，并在此實驗基礎(chǔ)上繼續(xù)利用數(shù)值模擬手段加以改進(jìn)優(yōu)化。之后，通過進(jìn)一步的性能實驗，定量