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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参考文献
Balasubramaniam, R., Ramé, E., Kizito, J., Kassemi, M. 2014。两相流模型:流型和压降相关性的简化和部分重力。美国俄亥俄州克利夫兰国家空间探索研究中心。
贝尔曼,R。潘宁顿,R。h。1954。表面张力和粘度对泰勒不稳定性的影响。问:数学12: 151 - 162。
CD-adapco集团(CDA)。2018.STAR-CCM+用户指南,发布版本13.06.013。梅尔维尔,纽约,美国。
钱德拉塞卡,s . 1961。流体力学和磁稳定性.牛津大学出版社。
周勇,邵勇。2016。颗粒诱导瑞利-泰勒不稳定性的数值研究:颗粒沉降和夹带效应。25, 28日:043302。
Contopoulos, I., Kazanas, D., Papadopoulos, D. B. 2016。天体物理盘中的磁瑞利-泰勒不稳定性。Mon不是R Astron Soc, 462: 565 - 575。
达芙,r.e.,哈洛,F. H. Hirt, C. W. 1962。扩散对气体界面不稳定性的影响。255: 417 - 425。
2018年,Y. Gorash, A. Bickley, F. Gozalo。应用CEL方法来考虑FSI对弹性密封件的密封性评估。见:ASME 2018压力容器与管道会议论文集。第4卷:流固耦合,PVP2018-84792。
王,郭,H . Y l . F。你们w·H。,j . F。张,w . Y . 2017。具有表面张力的不可压缩流体中的弱非线性瑞利-泰勒不稳定性。中国物理列托人34: 045201。
Hibiki, T.石井,M. 2001。稳定充分发育气泡流中的界面面积浓度。热质量传输44: 3443 - 3461。
石井,2002年。气泡流系统的界面面积浓度。化学Eng Sci57: 3967 - 3977。
胡,Z . X, y。,田,B。,,Z,李,l . 2019。黏度对再加速阶段及后二维单模瑞利-泰勒不稳定性的影响25, 31号:104108。
Ingvast, H. Norberg, A. 2012。集油和脱气装置。美国专利,美国8,118,921 B2。
Joggerst, C. C., Almgren, A., Woosley, S. E. 2010。核坍缩超新星中瑞利-泰勒混合的三维模拟。12,54 J列托人, 723: 353 - 363。
川口,M., Niga, S., Gou, N., Miyake, K. 2006。浮力驱动下hele-shaw池中简单溶液和聚合物溶液中气泡上升的路径不稳定性。J物理Soc日本, 75: 124401。
柯克帕特里克,洛克特,1974年。接近速度对气泡聚结的影响。化学Eng Sci29日:2363 - 2373。
Kocamustafaogullari, G.,石井,M. 1995。界面面积输运方程的建立及其闭合关系。热质量传输38: 481 - 493。
Le Creurer, B., Gauthier, S. 2008。基于多域自适应切比雪夫方法的可压缩流体二维瑞利-泰勒不稳定性向平衡的回归。理论补偿流体动力22日:125 - 144。
刘易斯,1950年。液体表面在垂直于其平面的方向上加速时的不稳定性。2P Roy Soc A:数学Phy, 202: 81 - 96。
李淑梅,张爱民,王秋霞,张森。2019.中国科学院研究生院。混合边界附近气泡的射流特性。25, 31号:107105。
louise, A., Naso, A., Spelt, p.d., 2017。浮力驱动的气泡流动:在小和中等体积分数下有序自由上升。J流体机械, 816: 94 - 141。
Magolan, B., Baglietto, E. 2019。结合DNS的物理理解构建气泡诱导湍流模型。Int J多相流, 116: 185 - 202。
Magolan, B., Lubchenko, N., Baglietto, E. 2019。气液系统气泡诱导湍流模型的定量和广义评估。化学工程科学2: 100009。
Morgan, R. V., Likhachev, O. A., Jacobs, J. W. 2016。Rarefaction-driven瑞利泰勒不稳定性。第1部分。扩散界面线性稳定性测量与理论。J流体机械791: 34-60。
奥克利,j . 2004。瑞利泰勒不稳定性。可以在http://silver.neep.wisc.edu/~shock/rtnotes.pdf.
乌尔曼,布兰奇,h.w. 1986。停滞液体中的气泡聚结。化学Eng Commun43: 237 - 261。
普莱塞特,1974年硕士。瑞利-泰勒不稳定性中的粘性效应。2517: 1。
谢道义,普莱塞特,理学硕士,1964。叠加流体稳定性的一般分析。257: 1099 - 1108。
普林斯,布兰奇,H. W. 1990。充气泡柱中的气泡合并和破裂。AIChE J36: 1485 - 1499。
Ramaprabhu, P., Dimonte, G., Woodward, P., Fryer, C., Rockefeller, G., Muthuraman, K., Lin, P. H., Jayaraj, J. 2012。单模瑞利-泰勒不稳定性的后期动力学。2524: 074107。
瑞利,l . 1883。线性密度剖面的瑞利方程的解析解。Proc伦敦数学Soc14: 170 - 177。
Regan, S. P., Epstein, R., Hammel, B. A., Suter, L. J., Ralph, J., Scott, H., Barrios, M. A., Bradley, D. K., Callahan, D. A., Cerjan, C. et al. 2012。NIF点火尺度内爆中的热点混合。物理等离子体, 19: 056307。
罗奇,1997。计算流体力学中不确定性的量化。Annu转速流体机械29日:123 - 160。
桑德森,R. M.,戴维森,J. L. 2004。具有除气扩散器的液压泵蓄水池。美国专利,美国6,783,334 B2。
Shelke, N., Bade, A., Mukhopadhyay, S. 2019。基于流固耦合的坦克内流体晃动仿真方法。SAE技术论文, 2019-01-5091。
斯马柳克,2012年。惯性约束聚变中测量瑞利-泰勒不稳定性的实验技术。自然史Scripta, 86: 058204。
美国士兵泰勒,1950年。液体表面在垂直于其平面的方向上加速时的不稳定性。我。P Roy Soc A:数学Phy, 201: 192 - 196。
Tejashwar Reddy, V. 2017。带多孔挡板的水箱内晃动的CFD分析。科学研究6: 172 - 177。
G. Terrones, Carrara, m.d. 2015。粘性流体之间球面界面的瑞利-泰勒不稳定性:流体/真空界面。25, 27号:054105。
Tic, V., Lovrec, D. 2012。利用流体流动模拟设计现代液压油箱。Int J仿真模型11: 77 - 88。
Vijay Kumar, K., Kantha Rao, K. 2017。应用CFD技术对油罐内空气流动进行了研究。科学技术信息6: 70 - 77。
魏涛,李甫库,D. 2012。单模瑞利-泰勒不稳定性的后期二次增长。物理评论E, 86: 046405。
沃尔夫,g.g.h., 2018。混相液体的瑞利-泰勒不稳定性和相关的“冻结波”的动态稳定。2530: 021701。
Yamanaka c . 1999。惯性约束聚变:利用间接驱动寻求点火和能量增益。诊断融合39: 825 - 827。
Zahedi, P., Saleh, R., Moreno-Atanasio, R., Yousefi, K. 2014。流体性质对气泡形成、分离、上升和破裂的影响采用流体体积法进行调查。韩国J化学工程师31日:1349 - 1361。
周勇,卡伯特,汪晖。2019。不同密度比下Rayleigh-Taylor不稳定湍流各向异性的时变研究。物理流体, 31号:084106。
Ziegenhein, t . 2016。气泡流的流体动力学。博士论文。柏林技术大学过程科学。
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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