慣性粒子分離器中應(yīng)用射流分離的機理研究.pdf

1、申請上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文慣性粒子分離器中應(yīng)用射流分離的機理研究慣性粒子分離器中應(yīng)用射流分離的機理研究學(xué)校：學(xué)校：上海交通大學(xué)院系：院系：機械與動力工程學(xué)院班級：班級：A0802093學(xué)號：學(xué)號：0080209113博士生：生：傅耀工程領(lǐng)域：工程領(lǐng)域：流體機械導(dǎo)師：導(dǎo)師：谷傳綱教授王彤副教授上海交通大學(xué)機械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機械與動力工程學(xué)院2012年7月2012年7月上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文摘要I慣性粒子分離器中應(yīng)用射流分離

2、的機理研究摘慣性粒子分離器中應(yīng)用射流分離的機理研究摘要要無葉式入口慣性粒子分離器（bladelessinletInertialParticleSeparat簡稱IPS）是一種利用固體顆粒慣性分離固體顆粒的設(shè)備，由于具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量小、無須提供外部能源等優(yōu)點，常用于動力機械入口（例如直升機發(fā)動機入口）等高速通道入口處，分離固體顆粒，保護位于IPS下游的動力機械和流動通道等不受顆粒侵蝕破壞的作用。無論在實踐還是理論研究中，均發(fā)現(xiàn)I

3、PS對固體顆粒的分離具有粒徑選擇性，尤其是對粒徑在50μm以下的顆粒，其分離效果較差。為了改善小尺度顆粒分離效果，提高IPS的整體分離效率，本文在IPS流道型線優(yōu)化的基礎(chǔ)上，提出了一種主動控制方法可用于提高氣固分離效率。該方法通過引入橫向射流影響和控制氣固多相流場中的顆粒運動與分布，在流場內(nèi)形成顆粒的不均勻聚集，達到控制顆粒運動與濃度分布進而強化顆粒分離的目的，并對該主動控制方法的可行性進行了驗證。本文的具體研究工作包括：1.對橫向射流

4、流場進行了細致地實驗測試。橫向射流主動控制方法的基礎(chǔ)流動模型是氣固兩相橫向射流(gassolidmultiphasejetincrossflowJICF)。作者搭建了橫向射流試驗臺，采用PIV系統(tǒng)為主要測試手段，首次對主流攜帶顆粒、射流為清潔氣流的氣固兩相橫向射流流場進行了試驗研究；并開發(fā)了一套用于PIV顆粒圖片后處理方法的算法，可實現(xiàn)橫向射流流場內(nèi)的顆粒分布濃度分析。試驗結(jié)果顯示，橫向射流對顆粒的影響表現(xiàn)出明顯的粒徑選擇性，射流作用僅