煤粉应用之楔形钝体尾迹湍流特性的研究

楔形钝体尾迹湍流特性的研究

湍流运动的研究在流体力学的发展中一向是十分引人注目的，而且也是一个十分活跃的领域。在燃烧空气动力学方面，特别是研究燃烧过程的强化方面，研究流动的脉动特性具有十分重要的理论意义和实际意义。这是因为湍流运动本身的含义，它的运动不仅是混乱的而又有起伏，对燃烧过程的热质交换起着良好的作用;而且，运动流体的诸脉动量(包括速度和温度)需用热线风速仪作精细的测量。

钝体尾迹的平均速度和脉动速度用美国造的TSI热线风速仪测量，分别采用一维探针和x型探针并采用了线化装置，在校准风洞上将输出电压与风速调成线性关系。

湍流强度分布的特点是在回流区的边界上湍流强度非常大，非常大值已超过60%，达68%左右，这里正是热量、质量和动量交换较强烈的地方，也是燃料着火的前沿，有两条明亮的火焰，即使在中心线附近，湍流强度也达到50%。煤粉磨粉机再生产煤粉设备中占据了一个比较重要的地位。为了比较，图中也画出x/2b=0.625处自由射流的湍流强度的测量结果，在自由射流的核心区内，湍流强度在10%以内;在自由射流的边界上非常大的湍流强度约25%。比较可知，从自由射流到加装钝体后的射流尾迹，湍流强度成倍地增加。

当测量范围进一步扩大时，即测量扩展到三倍的钝体边宽处，发现非常大湍流强度有两个峰值，除了在回流区附近边界上的非常大湍流强度外，另一个峰值就是自由射流的外边界，是由喷口的外边界造成的，而且由于钝体的影响，这个峰值比原来自由射流的值几乎大一倍以上越接近回流区的尾部，这两个峰值越接近，末了合并成一个峰值。

雷诺应力沿Y向的分布和湍流强度分布规律相同，呈双峰型。这里的雷诺应力和它们的梯度均比自由射流的值大，因此湍流交换过程比较强烈，煤粉的燃烧过程就是在这两个峰附近发生的。因此，加装钝体后，着火提前，燃烧过程比较强烈，燃烧效率也比较高。

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