自激离心式空化反应器空化及噪声特性研究

简介

水力空化被广泛应用于杀菌消毒、乳液制备等工业领域,而高效的水力空化反应器是实现水力空化应用的基础。以一种自激离心式水力空化反应器为研究对象,基于Rrealizableκ-ε湍流模型和Zwart-Gerber-Belamri空化模型,对设计工况下反应器三维瞬态非定常流动的空化流场和声场特性进行数值模拟,分析不同液面高度下空化发展状态,研究反应器不同位置空化噪声脉动和发展情况。结果表明:不同液面高度的转子空化特性具有明显差别。随着液面高度的上升,空化区域持续增加,但是液面上升后期空泡发展空间过大,整体空化强度无法匹配发展空间,强空化区面积呈现先上升后下降的趋势,在液面高度为3~4 mm之间时达到最大值,弱空化区面积持续增长。空化是影响反应器叶频及其多阶谐频噪声的重要因素。顺着流动方向,反应器内部声压的叶频幅值随着空化的发展而增加,呈现升高-稳定-降低的周期性变化。