基于脈沖微射流控制的射流特性實驗裝置的設(shè)計及實驗研究.pdf

1、隨著天然氣的開發(fā)利用，燃氣已經(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)進行有效的控制，進而控制燃氣射流的混合及燃燒過程。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驗裝置，并利用CFD軟件對不同控制條件下的射流的流場進行了實驗與數(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驗裝置，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)進行了設(shè)計，并利用流體分析軟件Fluent對射流管中的擴散段和收縮段的相關(guān)參數(shù)進行了模擬分析，選取了最佳的擴散段的擴散角度，擴散角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)均符合實驗設(shè)計要求。
　　2、對實驗裝置進行裝配，并對實驗臺進行搭建和調(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驗及模擬分析。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