大喷嘴间距对置撞击流径向速度分布

wujixian

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　　撞击流的概念首先由Elperin提出，此后他与Tamir［1～2］、Champion［3］及Kostiuk［4］等进行了一系列基础和应用研究。这些作者均研究了两喷嘴同轴对置撞击流的流动问题，但都局限于流体撞击前尚处于射流势核区的小喷嘴间距的理想情形。将撞击流方法用于燃烧、气化等高温反应过程时，为防止流体撞击后形成的径向速度较大的高温气体对反应器壁的烧蚀，一般均采用较大的喷嘴间距，此时流体撞击前已处于射流充分发展区。因此，研究大喷嘴间距撞击流径向流动的运动规律，不仅有重要的学术价值，而且还有助于推动撞击流方法的工业应用。
　　本文采用DANTEC公司三维激光动态粒子分析仪(Dual PDA)，首次在大型有机玻璃装置内研究了大喷嘴间距( >11.9)两喷嘴同轴对置(简称为两流股)撞击流的径向速度，发现径向速度分布、最大径向速度及其对应的位置均与小喷嘴间距的结论不一致。同时本文还研究了有重要实用价值但国际上尚未对其开展详尽研究的大喷嘴间距( >11.9)四喷嘴(简称为四流股)撞击流的径向速度，揭示了其与大喷嘴间距两流股撞击流的异同。
1　实验部分
　　实验用有机玻璃装置直径1m，高4m，其结构见图1。在装置中部同一平面沿周向均布4个喷嘴室安装喷嘴；在反应器壁上沿测试方位开测试窗，粘贴尼龙薄膜使激光光束顺利穿过。喷嘴直径分别为16.0、22.6和42.0mm。实验用气源由罗茨鼓风机提供。实验中采用雾化了的水滴作为激光测试的示踪粒子(平均粒径<15μm)。