基于纯水介质的孔板空化数值模拟及实验研究
近些年，水力空化技术因其具有高效、低能耗、无二次污染等特点被广泛应用于众多流体领域，在污水处理方面已经成为了研究的热点。由于发生在流体内部的空化现象具有微观性和瞬时性，表征空化强度的手段较为单一，如何定量分析空化器内空化效应的强弱变化没有突破性进展。鉴于此，本文以孔板式空化器作为实验装置，采用数值模拟与实验相结合的研究方法，以纯水作为空化介质，从水的性质的角度验证孔板式空化器内的空化特性。 （1）根据孔板空化器内气液两相流的流动特点，分析了孔板内流体的控制方程及湍流模型，并根据流体的流通特点，从理论上推导孔板空化器内的流量方程，同时考虑到流体的稳态空化模型的不足，建立适用于孔板内气液两相的动态空化模型，为后续模拟仿真提供理论依据。 （2）用Creo建立流体的几何模型，利用ICEM-CFD对其进行划分网格；通过FLUENT对不同结构参数的流体模型进行模拟仿真，借助云图观察流场内气核的析出位置及压力与气含率的分布情况，并以气相质量流率作为评判空化强度的标准，定量分析孔板厚度、孔数、孔型在不同压差下对孔板空化特性的影响。 （3）结合单因素对水性质的影响，创建正交试验对操作参数进行优化，确定最优的实验操作参数，并在该参数下进行不同结构的孔板空化效果的验证实验，通过测量空化过程水样的电导率与溶解氧，对不同孔板厚度、不同孔数、不同孔形状下孔板内空化强度进行表征验证，发现不同结构参数的孔板在0.2MPa-1MPa压差下的空化效果与数值模拟相吻合，为孔板空化器的研究方法提供参考。
孔板空化器;纯水介质;空化效应
哈尔滨理工大学
硕士
机械工程
韩桂华
2022
中文
O427.4
2022-09-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）