淹没磨料射流涡旋特性大涡模拟及研究

摘要：

基于涡运动理论，采用固－液两相大涡模拟方法模拟了淹没磨料射流的涡量场，分析了涡旋扩散机理与卷吸特性以及磨料随涡运动在射流中的混合分布规律。流场剪切层中涡旋呈对称分布，沿轴线方向涡量呈指数衰减，衰减到最小值两侧涡旋混合成紊流混合区，而等速核内涡量几乎为零。相比于纯水射流，磨料的存在使得射流涡运动减弱，涡旋扩散角减小约50％，等速核增长约30％，减少了能量耗散。磨料在射流束内部时，受涡旋影响，趋向分布于高应变率、低涡量区，在涡旋下游侧磨料浓度最高。同时模拟研究了磨料参数对涡量场的影响规律，结果表明：磨料参数基本不影响扩散角（14．1°～15．1°）、等速核长度，卷吸能力随磨料浓度、粒径、密度的升高均呈现小幅度地降低，磨料密度对其影响程度最大，磨料粒径的影响最不明显。

关键词：淹没射流、磨料、涡旋、大涡模拟

所属期刊栏目：35

分类号：TE319(油气田开发与开采)

资助基金：国家重点基础研究发展计划（973计划）;国家自然科学基金;长江学者;创新团队发展计划

在线出版日期：2016-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1-6