腔体长度对三角形入口突扩腔体射流流场的影响
2013-09-21陈冬林米建春
动力工程学报 2013年1期
贠 英, 陈冬林, 米建春, 邓 涛, 成 珊
(1.长沙理工大学 能源与动力工程学院,长沙410076;2.北京大学 湍流与复杂系统国家重点实验室,北京100871)
自激振荡射流是指流体从一个相对较小的喷嘴射入特定的突扩腔体发生的整体低频振荡现象,这种射流已开始应用于国外的工业燃烧器.带自激振荡射流的燃烧器作为气体燃烧器与传统燃烧器相比,可降低40%~60%的NOx排放量,节约5%~10%的燃料量,从而减少5%~10%的CO2排放量[1-3].
射流的振荡可由多种方式产生,其中之一是机械激励.机械激励可通过旋转、往复运动、摇摆等方式实现[4-7],机械激励式射流能增加近场区的衰减和扩散,但它对机械装置的维修要求较高,并且在恶劣工业环境中的耐用年限较短.音频共振也可以激励射流产生振荡,但一般来说,音频共振仅能激励射流的剪切层,且噪声很大[8].自激旋进射流(fluidic precessing jet)是流体流经一个两端都有圆形孔板的腔体时根据空气动力学原理而产生射流的振荡,它无需外力,且结构简单,比以上2种形式的射流在实际操作中都简单,并且已成功在高温环境中使用,如水泥窑炉、氧化铝窑炉和氧化锌窑炉等[9-11].自激旋进射流流动非常不稳定,使得射流近场区的传播和衰减比简单射流快,且这种射流的压降非常大,从而促使人们去寻找一种低压损、无运动部件的新型射流装置.
自激振荡射流正是在上述背景下提出来的[12-13],其腔体入口形状通常是长方形、三角形、椭圆形或其他非圆形,其中入……
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