非中心入射流旋转圆盘水跃现象的实验与模拟

作者：任思远; 刘春江^*; 郭凯; 刘辉; 项文雨; 谢春刚; 李雪

来源：化工进展, 2021, 40(11): 6027-6034.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2510

• 非中心入射
• 旋转圆盘
• 计算流体力学
• 气液两相流
• 流体动力学

针对非中心入射流旋转圆盘,设计了利用高速摄像系统记录液膜流动的旋转圆盘装置,对圆盘表面的流体流动现象进行了研究。利用VOF (Volume of Fluid)多相流模型,建立了非中心入射流旋转圆盘进口区域气液两相流模型,并与实验测量结果进行对比,模拟值与实验值的平均相对误差为9%,证明了CFD模型的准确性。随后通过CFD方法分别研究了进口流量和圆盘旋转速度对非中心入射流旋转圆盘进口区域水跃现象的影响,结果表明在进口旋转方向前方,进口流量越大,圆盘旋转速度越小,水跃半径越大,水跃现象越明显;在进口旋转方向后方,进口流量越大,水跃半径越大,而随着圆盘旋转速度的增加,水跃半径先增大后减小。对进口旋转方向后方的水跃半径与进口流量和旋转速度的关系进行拟合,得到相关经验关联式,拟合值与模拟值的误差范围在15%以内。

• 单位
  化学工程联合国家重点实验室; 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所; 天津大学