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环形自激振荡射流泵在气液掺混传质中的应用

曹柳 邓晓刚

曹柳, 邓晓刚. 环形自激振荡射流泵在气液掺混传质中的应用[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(3): 392-397. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180187
引用本文: 曹柳, 邓晓刚. 环形自激振荡射流泵在气液掺混传质中的应用[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(3): 392-397. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180187
Cao Liu, Deng Xiaogang. Application of Annular Self-oscillating Jet Pump in Gas-liquid Mixture Mass Transfer[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(3): 392-397. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180187
Citation: Cao Liu, Deng Xiaogang. Application of Annular Self-oscillating Jet Pump in Gas-liquid Mixture Mass Transfer[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(3): 392-397. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180187

环形自激振荡射流泵在气液掺混传质中的应用

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180187
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51376204

重庆市基础研究与前沿探索项目 cstc2018jcyjA1351

重庆科技学院研究生科技创新计划项目 YKJCX1620309

详细信息
    作者简介:

    曹柳(1993-), 硕士研究生, 研究方向为石油机械, 流体机械内部流动, cao_66@163.com

    通讯作者:

    邓晓刚, 教授, 博士, dengxg@cqust.edu.cn

  • 中图分类号: TB752+.3

Application of Annular Self-oscillating Jet Pump in Gas-liquid Mixture Mass Transfer

  • 摘要: 较传统环形射流泵而言,环形自激振荡射流泵,可以在无外界激励的作用下仅靠自身合理的尺寸设计在自激振荡腔室内形成循环的振荡效果,利用自激振荡腔室产生的强烈自激振荡涡旋来提高气液两相传质的效果。本文采用计算与实验相结合的方法,使用k-ε湍流模型对环形自激振荡射流泵进行CFD(Computational fluid dynamics)流场仿真,并针对脱氧后的水溶解氧的能力进行了研究。结果表明,环形自激振荡射流泵掺混能力较传统环形射流泵提升15%~20%,与传统曝气头相比,混合能力提升30%以上。混合过程中由于自激振荡产生的脉冲效果使气相和液相之间产生了剧烈的剪切场,在剪切力的作用下使混合液中的气泡数量增多,气泡粒径变小,从而增加了气相与液相接触的面积,进而达到提高气液两相掺混传质的目的。
  • 图  1  环形自激振荡射流泵模型

    图  2  环形自激振荡射流泵流域网格

    图  3  环形自激振荡射流泵试验装置

    图  4  计算结果与试验结果

    图  5  环形射流泵和环形自激振荡射流泵内部流线

    图  6  出口局部紊流场

    图  7  环形自激振荡射流泵压力分布云图

    图  8  自激振荡腔室压力径向分布云图

    图  9  振荡腔室流体流动情况

    图  10  气相体积分数分布图

    图  11  环形自激振荡射流泵与环形射流泵湍动能分布情况

    图  12  喉嘴距对湍动能的影响

    图  13  长径比对湍动能的影响

    图  14  湍动能峰值对比

    图  15  溶氧能力

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  • 收稿日期:  2018-05-15
  • 刊出日期:  2019-03-05

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