文丘里管空化装置设计与数值模拟_管金发.pdf

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1、第28卷第3期后勤工程学院学报Vol.28No.32012年5月JOURNALOFLOGISTICALENGINEERINGUNIVERSITYMay2012文章编号：1672-7843（2012）03-0030-05doi：10.3969/j.issn.1672-7843.2012.03.007文丘里管空化装置设计与数值模拟①11123管金发，邓松圣，张攀峰，王斌，姜希彬（1.后勤工程学院军事供油工程系，重庆401311；2.中铁十一局集团第五工程有限公司建安分公司，重庆400030；3.72489部队，山东265300）摘要基于总流伯努利方程，以文丘里管喉部局部压力等于相应温度时饱和蒸

2、气压为依据，设计了应用于观测研究空化作用对乳化油废水破乳相关规律的文丘里管空化装置。利用Fluent软件对文丘里管空化装置的流场特性进行了数值模拟。计算表明：文丘里管空化装置能在较大范围产生空化现象，将该装置应用于观测研究空化作用对乳化油废水破乳相关规律，理论上可行。关键词文丘里管；水力空化；空化装置；设计；模拟中图分类号：TV131文献标志码:ADesignandNumericalSimulationofVenturiTubeHydrodynamicCavitationEquipment11123GUANJin⁃fa，DENGSong⁃sheng，ZHANGPan⁃feng，WANGBi

3、n，JIANGXi⁃bin（1.Dept.ofPetroleumSupplyEngineering，LEU，Chongqing401311，China；2.Jian’anBranchofChinaRailway11thBureau5thCo.，Ltd，Chongqing400030，China；3.Unit72489，Shandong265300，China）AbstractBasedonBernoulli’stheorem，andregardingtheconditionthatlocalpressureinthelaryngealofVenturitubeisequaltosatura

4、tedvaporpressureofthetemperatureasdesignprinciple，aVenturitubehydrodynamiccavitationequipmentisde⁃signed.Itisintendedfortheobservationexperimentthatemulsifiedoilwastewaterisdemulsifiedwithcavitation.Numericalsimula⁃tionofflowfieldcharacteristicsintheequipmentiscarriedoutbyuseofFluentsoftware.There

5、sultsindicatethattheVenturitubehydrodynamiccavitationequipmentdesignedenabletoinducecavitationoveralargearea.Itisfeasibletheoreticallytobeappliedtoobservationexperiment.KeywordsVenturitube；hydrodynamiccavitation；cavitationequipment；design；simulation空化是液体特有的现象，它是因为液体中局部压力低于相应温度时饱和蒸气压而出现的空泡生成、[1]长大及

6、溃灭的流体动力学现象。液流中产生空化现象时，空泡溃灭会在空泡周围极小的空间内引发热[2-3]点，产生瞬时高温（约1900~5200K）和高压（50MPa以上），并能形成强烈的冲击波和速度高达100m/s以上的微射流。这种极端的物理、化学环境能引起多种物理与化学效应，作用于物件或周围物质，达到清[4-6]洗、切割、破碎物件、破乳以及处理有机物等效果。[7]根据产生形式，空化一般可分为4种类型：声空化、水力空化、光空化和粒子空化。其中，声空化、光空[8][9]化和粒子空化的产生通常分别需要超声辐射、激光辐射和质子等粒子束割裂液体之类的手段，空化装置复杂；水力空化是空化设备形状变化导致液流速度变

7、化，进而引起压力变化所致。目前，水力空化装置主要收稿时间：2011-12-26基金项目：重庆市自然科学基金资助项目（CSTC，2009BB7177）；重庆市科技攻关资助项目（CSTC，2010AC7034）；重庆市高校优秀成果转化资助项目（KGZH11223）作者简介：管金发，男，博士生，主要从事油气储运技术研究。第3期管金发等文丘里管空化装置的设计与数值模拟31[10-11]有空化喷嘴、孔板和文丘里管三种。空化喷嘴主要