论文部分内容阅读
空化是由于液体中的局部低压,使得气核爆发性生长、发展、溃灭的现象。利用空化泡溃灭时产生的高温、高压、强冲击波和高射流等极端条件,可以实现许多过程的开发和强化等。空化技术具有广阔的应用前景,新型高效性空化器的设计也就显得尤为重要。本文在传统孔板水力空化器基础上,设计了两种撞击流水力空化器。撞击流水力空化器内液体流经孔板形成射流后,再以撞击流的模式相撞。根据撞击角度不同,设计了正撞击流水力水力空化器和斜撞击流水力空化器。与传统孔板水力空化器相比,因液相连续相撞击流中存在强烈的压力波动,使得撞击流水力空化器内空泡每次溃灭后再生时体积更大,空泡溃灭次数增加,空泡溃灭过程中释放的·OH数量增大,从而达到强化空化的目的。本论文以亚甲基蓝为捕捉剂检测空化产生的羟基自由基,研究各参数对撞击流水力空化器产生的羟自由基浓度的影响。研究结果表明:(1)正撞击流空化器和斜撞击流空化器产生的·OH浓度均随时间的增大而增大;与孔板水力空化器相比,·OH浓度分别提高了27.5%和 7.5%。(2)正撞击流空化器和斜撞击流空化器产生的·OH浓度均随孔板孔速的增大而增大;与孔板水力空化器相比,·OH浓度分别提高了 37.2%和 17.7%。(3)正撞击流空化器和斜撞击流空化器产生的·OH浓度均随撞击距离的减小而增大;撞击距离每减小50%,·OH浓度最大分别可增加 32.5%和 10.5%。(4)正撞击流水力空化器和斜撞击流水力空化器产生的·OH浓度均随孔径的变大而先增大后减小,并在孔径为1.5mm时,·OH浓度达到最大值;与孔板水力空化器相比,·OH浓度最大程度可提高33.3%和 8.3%。(5)三种空化器产生的·OH浓度大小顺序为:正撞击流水力空化器>斜撞击流水力空化器>孔板水力空化器。(6)利用实验数据对羟基自由基浓度C.OH与无量纲数撞击距离(即撞击距离与管径之比△L/d0)、无量纲孔速(即孔板孔速与管速之比u/u0)进行关联,得到相关关联式,且计算值和实验值吻合度较好。