喷嘴内表面粗糙度对超高压射流性能影响的机理研究

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基于液固两相流、计算流体动力学、粗糙度等理论,运用GAMBIT、FLUENT等软件研究壁面粗糙度影响喷嘴内液固两相磨料射流的情况。   根据现有的研究成果,大多数研究者都将壁面粗糙度对流体流动的影响集中到单相流中。研究中将粗糙度简化为诸如三角形、四边形或半圆形等二维模型,得到的结论是壁面粗糙度对流动有很明显的影响。   相比单相流,液固两相流动更加复杂,目前尚未有文献研究粗糙度影响两相流动的情况,鉴于此,本文有必要在前人研究的基础上研究喷嘴壁面粗糙度对液固两相磨料射流影响的情况。   本文首先建立了壁面粗糙度的简化模型。利用简化的二维模型来模拟壁面粗糙度的高度、宽度和间距。然后建立了喷嘴内液固两相磨料射流的控制方程,利用标准的k-e湍流模型在FLUENT中进行数值模拟。最后对数值模拟的结果进行分析。通过数值模拟,我们得出如下结论:壁面粗糙度对喷嘴内液固两相磨料射流压降、近壁区流线、固相浓度分布等方面都有着明显的影响。因此在研究液固两相磨料射流的研究中必须考虑壁面粗糙度参数。
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