涡流管内可压缩流体强旋流的实验研究.pdfVIP

维普资讯 q7(}， 第 13卷 第 3期 实 验 力 学 V0L 13 14o．3 1998年 9月 JOURNALOFD (P口 IMEVr虬l MECHANICS Sep．1998 涡流管内可压缩流体强旋流的实验研究’ (华南理工大学电力学院动力工程系 ，广州 ，510641) ；7I{ 摘要 逆流式涡流管，其切向孔进气压力、进气温度与分流系数变化时，测 出涡流 管中J心孔流 出的冷气体温度 变化 曲线，分析 了冷气体的温度 下降到撮 氏零度 以下的机 理 ，得 出了获得低温冷气体的条件 。 关键词 涡流管 强旋流 涡稳 定性 总温分 离 一 r — — — — — 一 — _ _ _ — — — 一 一 — — — — — _ 1 引言 气体在管 内绕其轴线作旋转运动 ，当它压力降大于某个值时 ，会出现一些有趣的现象 ，靠 近管壁的区域温度 高，管 中心区温度低，两者相差显著 ，同时 ，气 流产生很强的噪声。I931年 Ggeo~Range首先发现这一现象 。Bung--changeI 1960年研究了该种流动的流场 ，198Z年 M Kuresaka研究 了该种流动噪音与气体温度下 降的关系 。。 2 实验装置 产生管 内旋流的典型方案，如图 1所示。具有一定压力与温度的空气，由切向孔进入管 3 l】逆汽式涡漉管 最减式涡漉管 围l 涡甄昔示意 图 F l Vortex be 1切向孔 !揭赢雷 3堵头 4孔板 坷 向孔进^昔内气体 量 G 中心孔捧出降气体流量 堵头靖娩出热气件赢量 内，使气体具有一定的动量矩 ，它在管内是具有切 向、径向与轴向的三维流动。切向孔侧面装一 · 丰课题获得国家教委传热与节 蓖开放宴验室资助 丰文于 19§7年 9月 3日收到第 1稿 ，1998年 4月 30 日收到修改稿 维普资讯 实 验 力 学 (1998年)第13卷 孔板 ，由中心孔排出的气体与由堵头端流出的气体温度相差摄 氏几十到一百多度 ，改变堵头轴 向位置 ，可调节冷热气体流量比。 实验研究采用的涡流管，它的直径 35ram，管 ． 1l_ _t= ‘ _ 长 350mm，切向孔是渐缩 喷管 ，其出 口直径 7mm， 它 的轴线与涡流管直径的夹角为 90度 ，孔板的中 曩※ 釉 ※ 一 P 心孔直径 17mm。 实验研究的系统如 图2所示，压缩机供给0．8 MPa压力的空气 ，由储气罐保持压力稳定 ，经冷却 器调节温度 ，进入管内空气流量用调节阀控制 ，并 由涡轮流量计测量。进气处及其他相应点的温度 和压力分别 由热电