煤粉應(yīng)用之楔形鈍體尾跡湍流特性的研究

時(shí)間：2014-05-27 10:38:33

作者：世邦機(jī)器

楔形鈍體尾跡湍流特性的研究

湍流運(yùn)動(dòng)的研究在流體力學(xué)的發(fā)展中一向是十分引人注目的，而且也是一個(gè)十分活躍的領(lǐng)域。在燃燒空氣動(dòng)力學(xué)方面，特別是研究燃燒過程的強(qiáng)化方面，研究流動(dòng)的脈動(dòng)特性具有十分重要的理論意義和實(shí)際意義。這是因?yàn)橥牧鬟\(yùn)動(dòng)本身的含義，它的運(yùn)動(dòng)不僅是混亂的而又有起伏，對燃燒過程的熱質(zhì)交換起著良好的作用;而且，運(yùn)動(dòng)流體的諸脈動(dòng)量(包括速度和溫度)需用熱線風(fēng)速儀作精細(xì)的測量。

鈍體尾跡的平均速度和脈動(dòng)速度用美國造的TSI熱線風(fēng)速儀測量，分別采用一維探針和x型探針并采用了線化裝置，在校準(zhǔn)風(fēng)洞上將輸出電壓與風(fēng)速調(diào)成線性關(guān)系。

湍流強(qiáng)度分布的特點(diǎn)是在回流區(qū)的邊界上湍流強(qiáng)度非常大，非常大值已超過60%，達(dá)68%左右，這里正是熱量、質(zhì)量和動(dòng)量交換較強(qiáng)烈的地方，也是燃料著火的前沿，有兩條明亮的火焰，即使在中心線附近，湍流強(qiáng)度也達(dá)到50%。煤粉磨粉機(jī)再生產(chǎn)煤粉設(shè)備中占據(jù)了一個(gè)比較重要的地位。為了比較，圖中也畫出x/2b=0.625處自由射流的湍流強(qiáng)度的測量結(jié)果，在自由射流的核心區(qū)內(nèi)，湍流強(qiáng)度在10%以內(nèi);在自由射流的邊界上非常大的湍流強(qiáng)度約25%。比較可知，從自由射流到加裝鈍體后的射流尾跡，湍流強(qiáng)度成倍地增加。

當(dāng)測量范圍進(jìn)一步擴(kuò)大時(shí)，即測量擴(kuò)展到三倍的鈍體邊寬處，發(fā)現(xiàn)非常大湍流強(qiáng)度有兩個(gè)峰值，除了在回流區(qū)附近邊界上的非常大湍流強(qiáng)度外，另一個(gè)峰值就是自由射流的外邊界，是由噴口的外邊界造成的，而且由于鈍體的影響，這個(gè)峰值比原來自由射流的值幾乎大一倍以上越接近回流區(qū)的尾部，這兩個(gè)峰值越接近，末了合并成一個(gè)峰值。

雷諾應(yīng)力沿Y向的分布和湍流強(qiáng)度分布規(guī)律相同，呈雙峰型。這里的雷諾應(yīng)力和它們的梯度均比自由射流的值大，因此湍流交換過程比較強(qiáng)烈，煤粉的燃燒過程就是在這兩個(gè)峰附近發(fā)生的。因此，加裝鈍體后，著火提前，燃燒過程比較強(qiáng)烈，燃燒效率也比較高。