脉冲液体射流泵内部流场的分析与计算

论文摘要

国内外大量的实验证明,脉冲射流能提高射流泵的传能及传质效率。本文在前人的研究基础上,分别对恒定、脉冲液体射流泵内部流场进行了数值模拟,并对脉冲液体射流泵的性能进行了试验研究。本文主要做了以下工作:第一章阐述了脉冲射流研究的意义及现状;第二章介绍了恒定、脉冲液体射流泵基本性能方程、脉冲时均值基本性能方程,并对脉冲液体射流泵时均值基本性能方程中的流速系数进行了理论研究;第三章介绍了数值模拟的概念、作用、局限性和常用的湍流数学模型及数值计算方法,并简单介绍了FLUENT软件;第四章运用计算流体力学,分别对恒定、脉冲液体射流泵的内部流场进行了数值模拟。首次对脉冲液体射流泵在不同面积比、不同喉管长、不同工况下的喉管内部流场进行了数值模拟,分析提出了脉冲液体射流泵的最优喉管长度范围;第五章对恒定、脉冲液体射流泵的基本性能进行了试验研究,对比试验结果和数值模拟结果,二者吻合较好。本文提出的脉冲液体射流泵最优喉管长度范围基本正确。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究状况
• 1.3 本文主要的研究工作
• 第二章 脉冲液体射流泵基本性能的理论
• 2.1 射流泵的主要参数
• 2.2 射流泵的基本性能方程
• 2.2.1 恒定射流泵的基本性能方程
• 2.2.2 流速系数
• 2.2.3 动量修正系数
• 2.2.4 脉冲液体射流泵的基本性能方程
• 2.2.5 脉冲液体射流泵时均值基本性能方程
• 2.2.6 动量修正系数的计算公式
• 2.3 脉冲液体射流泵时均值基本方程中流速系数的理论研究
• 2.3.1 脉冲液体运动参数的时均值表达式
• 2.3.2 脉冲液体射流泵一维时均值动量方程
• 2.3.3 喉管流速系数? 2 的推导
• 2.3.4 喉管摩阻损失系数ξ2 的推导
• 2.3.5 喉管进口段流速系数? 5 的推导
• 第三章 数值模拟的基本理论
• 3.1 数值模拟的概念
• 3.2 数值模拟的作用
• 3.3 数值模拟的局限性
• 3.4 FLUENT 简介
• 3.5 相关理论简介
• 3.5.1 湍流模型
• 3.5.2 壁面函数法
• 3.5.3 有限体积法
• 3.5.4 SIMPLE 算法的计算步骤及改进
• 第四章 脉冲液体射流泵内部流场的数值模拟
• 4.1 GAMBIT 建模
• 4.2 数学模型
• 4.2.1 标准的k? ε双方程湍流模型
• 4.2.2 数值计算方法（SIMPLE 法）
• 4.2.3 标准壁面函数
• 4.2.4 边界条件
• 4.3 内部流场的数值模拟
• 4.3.1 恒定液体射流泵内部流场的模拟轮廓图
• 4.3.2 脉冲液体射流泵内部流场的模拟轮廓图
• 4.3.3 脉冲液体射流泵内部速度场的矢量图
• 第五章 脉冲液体射流泵的试验研究
• 5.1 基本原理及试验装置
• 5.2 试验所用仪器及误差
• 5.3 试验方法、步骤
• 5.3.1 试验方法
• 5.3.2 试验步骤
• 5.4 试验成果及分析
• 5.4.1 试验数据的采集
• 5.4.2 脉冲液体射流泵基本性能的试验结果及分析
• 5.4.3 脉冲液体射流泵内部流场的试验研究及其与数值模拟的对比
• 第六章 全文总结与展望
• 攻读学位期间发表的论文及参加的科研项目
• 参考文献
• 致谢