煤粉應用之楔形鈍體尾跡湍流特性的研究

楔形鈍體尾跡湍流特性的研究

湍流運動的研究在流體力學的發展中一向是十分引人注目的，而且也是一個十分活躍的領域。在燃燒空氣動力學方麵，特別是研究燃燒過程的強化方麵，研究流動的脈動特性具有十分重要的理論意義和實際意義。這是因為湍流運動本身的含義，它的運動不僅是混亂的而又有起伏，對燃燒過程的熱質交換起著良好的作用;而且，運動流體的諸脈動量(包括速度和溫度)需用熱線風速儀作精細的測量。

鈍體尾跡的平均速度和脈動速度用美國造的TSI熱線風速儀測量，分別采用一維探針和x型探針並采用了線化裝置，在校準風洞上將輸出電壓與風速調成線性關係。

湍流強度分布的特點是在回流區的邊界上湍流強度非常大，非常大值已超過60%，達68%左右，這裏正是熱量、質量和動量交換較強烈的地方，也是燃料著火的前沿，有兩條明亮的火焰，即使在中心線附近，湍流強度也達到50%。煤粉磨粉機再生產煤粉設備中占據了一個比較重要的地位。為了比較，圖中也畫出x/2b=0.625處自由射流的湍流強度的測量結果，在自由射流的核心區內，湍流強度在10%以內;在自由射流的邊界上非常大的湍流強度約25%。比較可知，從自由射流到加裝鈍體後的射流尾跡，湍流強度成倍地增加。

當測量範圍進一步擴大時，即測量擴展到三倍的鈍體邊寬處，發現非常大湍流強度有兩個峰值，除了在回流區附近邊界上的非常大湍流強度外，另一個峰值就是自由射流的外邊界，是由噴口的外邊界造成的，而且由於鈍體的影響，這個峰值比原來自由射流的值幾乎大一倍以上越接近回流區的尾部，這兩個峰值越接近，末了合並成一個峰值。

雷諾應力沿Y向的分布和湍流強度分布規律相同，呈雙峰型。這裏的雷諾應力和它們的梯度均比自由射流的值大，因此湍流交換過程比較強烈，煤粉的燃燒過程就是在這兩個峰附近發生的。因此，加裝鈍體後，著火提前，燃燒過程比較強烈，燃燒效率也比較高。

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