导叶式旋风管排气芯管内流动减阻的实验研究

论文摘要

本文采用五孔球探针对导叶式旋风管排气芯管内的流场进行了详细的测量和分析。研究结果表明:排气管内切向速度高,旋转强度大;在中心和边壁位置,出现滞流和回流;静压沿轴向存在逆压梯度,流动阻力较大。因此,管内存在大量对分离无益的能耗。本文设计并实验了三种不同类型的减阻结构:直杆减阻框、栅格减阻框和锥形减阻框以降低排气管内的流动阻力损失。安装在排气芯管内的直杆减阻框、栅格减阻框使旋风管的压降有不同程度的降低,减阻幅度与直杆减阻框杆数和长度成正比;与直杆的径向位置大小成反比;与安装位置、绕流截面形状有一定的关系;并与栅格减阻框的长度、宽度和片数成反比。在排气管内及排气管出口安装锥形减阻框,基本没有减阻效果。安装减阻结构前后旋风管及其排气芯管内的流场对比实验结果表明:减阻结构通过改变旋风管内及排气芯管内的三维速度及压力分布达到了减小流动阻力损失、降低能量消耗的目的。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 前言
• 第2章 旋风分离器排气芯管减阻研究概述
• 2.1 改变排气管结构
• 2.2 排气管内加整流装置
• 2.3 其他减阻措施
• 2.4 排气芯管内流场的研究
• 2.5 本章小结
• 第3章 实验装置、方法及内容
• 3.1 实验装置
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 测量方法
• 3.2.2 参数测量及计算
• 3.3 实验方案
• 3.3.1 旋风管排气管内流场测量
• 3.3.2 减阻结构的阻力特性实验
• 3.3.3 旋风管排气管内减阻机理研究
• 第4章 旋风管及其排气芯管内流场的测定与分析
• 4.1 基准旋风管内流场和压力场分析
• 4.1.1 切向速度分布
• 4.1.2 轴向速度分布
• 4.1.3 径向速度分布
• 4.1.4 静压分布
• 4.2 排气芯管内的流场分析
• 4.2.1 切向速度分布
• 4.2.2 轴向速度分布
• 4.2.3 径向速度分布
• 4.2.4 静压分布
• 4.3 小结
• 第5章 减阻结构阻力特性实验
• 5.1 直杆减阻结构
• 5.1.1 直杆截面形状对旋风管阻力特性的影响
• 5.1.2 直杆长度对旋风管阻力特性的影响
• 5.1.3 直杆数量对旋风管阻力特性的影响
• 5.1.4 直杆径向位置对旋风管阻力特性的影响
• 5.1.5 直杆减阻框轴向安装位置对旋风管阻力特性的影响
• 5.1.6 直杆减阻框小结
• 5.2 栅格减阻结构
• 5.2.1 栅格减阻框安装位置对旋风管阻力特性的影响
• 5.2.2 栅格减阻框钢板片数对旋风管阻力特性的影响
• 5.2.3 薄钢板宽度对旋风管阻力特性的影响
• 5.2.4 栅格减阻框长度对旋风管阻力特性的影响
• 5.2.5 栅格减阻框小结
• 5.3 锥形减阻框
• 5.4 本章小结
• 第6章 排气芯管内流动减阻机理分析
• 6.1 减阻结构对旋风管及其排气管流场的影响
• 6.1.1 减阻结构对切向速度的影响
• 6.1.2 减阻结构对轴向速度的影响
• 6.1.3 减阻结构对径向速度的影响
• 6.1.4 减阻结构对静压分布的影响
• 6.2 减阻结构对旋风管及其排气管内压力分布的影响
• 6.2.1 基准旋风管压力分布
• 6.2.2 减阻结构对旋风管压力分布的影响
• 6.3 减阻结构减阻机理分析
• 6.4 本章小结
• 第7章 结论及展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 对今后工作的展望
• 主要符号表
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间研究成果