收稿日期 作者简介 1999-03-31 修订日期 王连泽(1962) 男 1999-09-23 副教授 博士 主要从事实验流体力学 环境保护方面的研究
河北人
声场对流场影响的研究 agglomeration[J]. J. Acoust. Soc. Am., 1984, 76(3):841-849. [3] [4] [5] [6] [7] [8]
中图分类号
TB12
1 前言
气固两相流中固相与气相的分离 是机械 冶金 轻工 化工 电力 建材及环保等 诸多领域共同涉及的问题 在旋风分离器 袋式过滤器 静电收集器这些应用较多的分离 设备中 旋风分离器结构简单 造价低廉 能适用于各种场合但它不适合处理细小颗粒而 使分离效率较低 袋式过滤器分离效率很高但滤袋的耐热和抗结露性能不理想 静电收集 器分离效率很高但造价昂贵且不适合用于高温环境 因此 如果使欲分离的颗粒粒径变得 足够大 旋风分离器便能达到很高的分离效率且能适用于高温高压等特殊环境 这不仅大 大降低了资金投入 也解决了象 IGCC( 整体煤气化燃气 蒸气联合循环)和 PFBC-CC( 增压 流化床燃气 蒸气联合循环)这类能源梯级利用合理的高效发电新技术发展和推广中的关 键问题 声凝聚就是利用强声波使细小颗粒相互碰撞接触产生凝聚而变大的技术 是目前世界 范围内的众多学者致力研究的课题 作为声凝聚技术研究的基础――声凝聚机理的探讨 强声场对流场影响的研究则是个前提 因为颗粒能否碰撞接触而凝聚是由流动状态所决定 的 研究声场对流场的作用 特别是研究如何创造一个强湍流场 对声凝聚研究有十分 重要的实际意义 这方面的研究还很少 代表性的如 Chou 等[1]及 Tiwary 等[2]的研究报告
第17 卷第 5 期 2000 年 10 月 文章编号 1000-4750(2000)05-079-09
工
程
力
学
Vol.17 No.5 Oct. 2000
ENGINEERING
MECHANICS
声场对流场影响的研究
王连泽
(清华大学工程力学系
席葆树
北京 100084)
摘
要
借助于传声电容
传声放大器等声学测量仪器和热线风速仪等流场测量仪器及计算机 脉动速度 速度频谱 速度自相关 脉动速度和脉动声强互相关 流动速度会随声音信号同 声场进入非线性区
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李嵩, 朱之墀, 等. 流动管道内利用旁通管反声降噪非线性问题的数值模拟[J]. 声学学报, 1997, 22(2): 158-166. 席葆树, 许宏庆, 等. 强声条件下管道气体流动特性的研究[J]. 流体力学实验与测量, 1999, 13(1): 1924. 盛森芝, 沈熊, 舒玮. 流速测量技术[M]. 北京: 北京大学出版社, 1987. 莫尔斯 P M, ( 美)著 杨训仁, 译. 理论声学[M]. 北京: 科学出版社, 1986. 申晓春. 声诱湍流和声凝聚的研究[D]. 清华大学, 1997. 王连泽. 声凝聚及声波除尘理论与技术的研究[R]. 清华大学, 1998.
THE EFFECT OF ACOUSTIC WAVE ON FLUID FLOW
WANG Lian-ze , XI Bao-shu
(Tsinghua University, Beijing 100084)
Abstract: Using of sound probe, sound-analyzing amplifier, hot-wire anemometer, computer data collecting and processing system, et al, the velocity wave patterns of fluid under various acoustic intensities were observed. Basing on the experimental results, the average velocity, pulsation velocity, frequency spectrum, velocity auto correlation, velocity and acoustic intensity cross correlation, et al, are calculated and analyzed. The experimental results show that the flow velocity field vacillates with the sound signal synchronously and proportionally. When the acoustic intensity reaches about 155dB, the sound field enters into a non-linear field and the signal pattern changes from sine wave to saw-tooth one, while the flow field changes in the same way. The oscillation and the non-linear effect induced by acoustic enhance the flow turbulence and will be beneficial to the particle agglomeration. Key words: high-intensity acoustic wave; modulation; turbulence
数据采集系统
本文实验观察了有无强声场叠加及不同声场强度时流场瞬时速度波形的变化 发现了强声对流场的调制作用
并对声场作用下的平均速度 步脉动 这些发现 关键词 且声强越大
等流动特征参数进行了计算与分析
速度脉动幅度越大
当声场强度超过约 155dB 时
波形从正弦波变为锯齿波 声波诱发的大幅度周期脉动及非线性效应 提高了流动的湍流特性 将有助于对声凝聚机理的进一步研究 强声场 调制 湍流 文献标识码 A