气体脱气过程中两相流流态的混沌转变与自由面不稳定性的基础研究

摘要

除气是指将被吸入的空气从液压油箱中的液体中去除,以避免下游泵叶片出现空化现象的过程。研究了与脱气有关的复杂流体动力学。研究了三维浮力驱动下气液界面两相流的混沌行为。通过参数化研究,了解内部流动物理(气泡聚结、解体、水平扩散、气泡速度等)、加速瑞利-泰勒不稳定性强度、湍流动能、近自由面上升速度幅值、自由面水平随混合流体流入流速、空气流入体积分数、液体填充深度和阿特伍德数等参数的变化而上升。计算结果表明,空化、波数和向振荡自由面上升速度的幅值随流量的增加而增加(再保险).空化和自由表面不稳定性随吸入空气体积分数的增加呈增加趋势,在吸入空气体积分数的阈值范围内,由于气泡聚结而形成折弯(空化减少)。随着阿特伍德数的变化,初始空化程度减小。但在一个临界值(一个*),气泡解体的影响和空化的兴起变得突出,与来流率(再保险).随着液体填充深度的增加,空化现象有轻微的减弱,随着浮力的增加自由表面振荡的波长不变,空化率几乎相等。本文还研究和制定了一些减少空化和加强除气的设计方案,以便更好地理解。

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作者感谢John Deere India Private Limited为执行本研究提供计算资源的持续支持,感谢Shatarupa Roy夫人、Shyam Chaturvedi先生和Svidal Trond A先生的持续鼓励和激励。

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气体脱除过程中两相流流态的混沌转变和自由表面不稳定性的基础研究。Exp。第一版。Multiph。流3.258 - 288(2021)。https://doi.org/10.1007/s42757-020-0065-3

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  • 除气
  • 不稳定
  • 扭结的形成
  • 关键的阿特伍德数量