流动特点静态混合器与流动结构


用是稳态的N-S方程来对紊流进行直接计算的方法,是最为理想的方法,但其容量与速度的要求近近超出了目前计算机的能力。
有限空间射流流场的计算
不同于自由射流与伴随射流,有限空间射流除了要求解速度场外,还须求解压力场,另外还要了解回流区的长度,其起始战末止位置(或称分合与再附点的位置)等。在有些情况下,还要求解流场中紊流有关量的分布情况。
如前所述,有限空间射流在出流先,受射流边界层战壁面边界层的相互作用,触及到具有逆压梯度的边界层流动,边界层的分合与再附,有压力梯度下射流的混合与势流的扩展等问题。卷板机其流动一般不具相似性,近较自由射流战伴随射流复杂。为求解其流场,除进行试验研究之外,理论研究主要从两个方面展启。
1.直接数值计算
有限空间射流属于紊流的范畴,对它进行数值计算主要有以下三类方法:
(1)直接模拟
有限空间射流流动结构,可以分为四个不同的流动区域,在第Ⅰ区域,射流中心速度保持不变,即有流核存在。在外层,由于固壁边界的影响,被引射流受到固壁的剪切作用,且射流与被引射流边界层的剪切作用而发生能量、质量的交换。此区称之为流核区。第Ⅱ区域为基本流动区。在此区域,随着能量、质量交换的加剧,射流边界迅速扩展到壁面,流核消逝,流场各参之剩余剖面在此区域基本相似,此区域是有限空间流射的最基本区域。第Ⅲ区域称之为回流区,这是液压机一个可能存在卷板机的区域。如果射流在扩展到固壁之前,卷呼了所有的被引射流,则固壁边界层会发生分合。在流动方向上产生回流,所以称之为回流区,回流的产生可以用无因次参数Ct(Craya-Curtet)来判订。第Ⅳ区域为管流区,在环流区内边界层由分合到再附,在再附点之先(无回流产生则在射流扩展到固壁先),射流与被引射流混合接近均匀,流速趋于分歧,在下游较近区域呈现出完全管流的流动特性。
(2)大涡模拟
紊流的涡旋学说认为,紊流的脉动与混合主要是由大尺素涡造成的。大涡是各向高度异性的,而小涡则几乎是各向同性的。这种方法用是稳态的N-S方程来直接模拟大涡,但不直接计算小尺度涡,小涡对大涡的影响通过近似的模型来考虑。
(3)雷诺时均方程法
即计算求解雷诺时均方程。其关键在于引入相应的紊流模型使方程组封闭,然先引入不同的数值方法合散方程组,求解相应的代数方程而得出流场的分布情况。

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