Экспериментальное исследование прецессирующего вихря в двухфазном закрученном потоке
Keywords:
закрученные потоки, прецессирующее вихревое ядро, многофазные потоки, нестационарные вихревые явленияAbstract
Работа посвящена экспериментальному исследованию прецессирующего вихря в газожидкостном интенсивно закрученном потоке. Опыты включали в себя визуализацию течения с помощью скоростной камеры, измерения мгновенного поля давления с помощью акустических датчиков, перепада давления на рабочем участке, поля скоростей с применением бесконтактной ЛДА системы. Исследования влияния на параметры нестационарного вихревого течения наличия дисперсной газовой фазы проведены при варьировании в широких пределах расходов жидкой и газовой фаз. Установлено, что вследствие сильной закрутки потока происходит сепарация фаз с образованием полого вихревого ядра. Поперечный размер газовой полости в центре вихря увеличивается при увеличении расхода воздуха, причем в области малых газосодержаний данный эффект имеет скачкообразный характер. С эволюцией газового ядра связано обнаруженное явление резкого падения частоты прецессии ПВЯ и перепада давления при добавлении небольшого количества воздуха в жидкость. Исследования показали также существенное снижение уровня пульсаций потока при добавлении воздуха.
Downloads
References
Hreiz R., Gentric C., Midoux N., Laine R., Funfschilling D. Hydrodynamics and velocity measurements in gas-liquid swirling flows in cylindrical cyclones // Chemical Engineering Research and Design. - 2014. (in press, available online at http://dx.doi.org/10.1016/j.cherd.2014.02.029)
Bandyopadhyay P.R., Gad-el-Hak M. Rotating gas-liquid flows in finite cylinders: sensitivity of standing vortices to end effect // Experiments in Fluids. - 1996. - Vol. 21. - P. 124-138.
Papillon B., Sabourin M., Couston M., Deshenes C. Methods for air admission in hydroturbines // Proceedings of the XXIst IAHR Symposium on Hydraulic Machinery and Systems, September 9 - 12, 2002, Lausanne.
Kuibin P.A., Pylev I.M., Zaharov A.V. Two-phase models development for description of vortex-induced pulsation in Francis turbine // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2012. - Vol. 15. - Article number 022001.
Alekseenko, S.V., Kuibin, P.A., Okulov, V.L., Shtork, S.I. Vortex precession in a gas-liquid flow // Heat Transfer Research. - 2010. - Vol. 41(4). - P. 465-477.
Litvinov I.V., Shtork S.I., Kuibin P.A., Alekseenko S.V., Hanjalic K. Experimental study and analytical reconstruction of precessing vortex in a tangential swirler // International Journal of Heat and Fluid Flow. - 2013. - Vol. 42. - Р. 251-264.
Shtork S.I., Cala C.E., Fernandes E.C. Experimental characterization of rotating flow field in a model vortex burner // Experimental thermal and fluid science. - 2007. - Vol. 31. - P. - 779-788.
Syred N. A review of oscillation mechanisms and the role of the precessing vortex core (PVC) in swirl combustion systems // Prog. Energy Combust. Sc. - 2006. - Vol. 32(2). - P. 93-161.
Алексеенко С.В., Куйбин П.А., Окулов В.Л. Введение в теорию концентрированных вихрей. - Новосибирск: Институт теплофизики СО РАН, 2003. - 504 C.
