实验超声波——技术对双湾管流动二位速度研究

对于有和无进口的旋流条件下90°双弯管下游的二维轴向速度场进行了实验研究。主要目的是利用超声技术寻找分离区域，观见察进口旋流对速度波动的影响。实验在雷诺数Re =1x104的管道中进行。在进口旋流工况下，采用旋转旋流器作为旋流发生器，设置旋流数S=1。在第二二个弯管的四个下游位置进行超声波测量。采用相控阵超声测速仪(相控阵UVP)技术获得流体的二维速度以及轴向和切向速度波动。研究发现，当**弯道)入口条件为旋流时，弯道下游的二次逆流较小。

此外，进口旋流条件主要影响刀向速度波动，其**湍流强度为40%。系统上，其中许多急转弯用于互连组件。然而，流体通过90°急转弯是一个非常复杂的现象。当流体流过弯道时，作用在流体上的离心力形成径向压力梯度。由于流体中的压力梯度，二次流在弯道下游产生。

显著的压力梯度在弯管下游产生旋流。在旋流工况下，弯管内存在较大的压力波动和高速波动。这些都是流激振动(FIV)的来源。因此，在工业和电厂的管道系统中，FIV会导致疲劳断裂。因此，流体流场和速度波动的研究是管道安全的关键问题。

弯道内二次流的结构与弯道曲率半径R和雷诺数Re有关。有研究者对曲率比RID>1.3(R:曲率半径，D.管径)的90°单弯管内流动特性进行了实验和数值研究[1][3][4][5][6]。当弯道的无因次曲率比大于1.5时，产生由一对反向旋转涡(Dean涡)组成的二次流。与此同时，主流方向的速度剖面发生畸变，偏离弯头曲率中心。实验采用激光多普勒测速仪(LDV)，雷诺数为5x10<Re <1x105。他们发现在RJD=1时发生了流动分离，而在RID=2和RJD=4时没有发生流动分离。

此外，他们还发现，在弯头附近的下游湍流强度的功率谱，在任何曲率比和雷诺数下，在约0.5的降低频率处有一个明显的峰值。

随后，Ono等在两个不同曲率比(R)(D= 1和R/D=1.5)的弯道中进行了水实验，以研究弯道曲率导致的流动分离与二次流的相互作用。他们在实验中使用了粒子图像测速(PIV)，证实了在短弯头(RJD=1)总是发生流动分离，而在长弯头(RJD=1.5)情况下，流动分离是间歇性的。对于有和无进口的旋流条件下90°双弯管下游的二维轴向速度场进行了实验研究。主要目的是利用超声技术寻找分离区域，观见察进口旋流对速度波动的影响。实验在雷诺数Re =1x104的管道中进行。在进口旋流工况下，采用旋转旋流器作为旋流发生器，设置旋流数S=1。在第二二个弯管的四个下游位置进行超声波测量。采用相控阵超声测速仪(相控阵UVP)技术获得流体的二维速度以及轴向和切向速度波动。研究发现，当**弯道)入口条件为旋流时，弯道下游的二次逆流较小。

此外，进口旋流条件主要影响刀向速度波动，其**湍流强度为40%。系统上，其中许多急转弯用于互连组件。然而，流体通过90°急转弯是一个非常复杂的现象。当流体流过弯道时，作用在流体上的离心力形成径向压力梯度。由于流体中的压力梯度，二次流在弯道下游产生。

显著的压力梯度在弯管下游产生旋流。在旋流工况下，弯管内存在较大的压力波动和高速波动。这些都是流激振动(FIV)的来源。因此，在工业和电厂的管道系统中，FIV会导致疲劳断裂。因此，流体流场和速度波动的研究是管道安全的关键问题。

弯道内二次流的结构与弯道曲率半径R和雷诺数Re有关。有研究者对曲率比RID>1.3(R:曲率半径，D.管径)的90°单弯管内流动特性进行了实验和数值研究[1][3][4][5][6]。当弯道的无因次曲率比大于1.5时，产生由一对反向旋转涡(Dean涡)组成的二次流。与此同时，主流方向的速度剖面发生畸变，偏离弯头曲率中心。实验采用激光多普勒测速仪(LDV)，雷诺数为5x10<Re <1x105。他们发现在RJD=1时发生了流动分离，而在RID=2和RJD=4时没有发生流动分离。

此外，他们还发现，在弯头附近的下游湍流强度的功率谱，在任何曲率比和雷诺数下，在约0.5的降低频率处有一个明显的峰值。

随后，Ono等在两个不同曲率比(R)(D= 1和R/D=1.5)的弯道中进行了水实验，以研究弯道曲率导致的流动分离与二次流的相互作用。他们在实验中使用了粒子图像测速(PIV)，证实了在短弯头(RJD=1)总是发生流动分离，而在长弯头(RJD=1.5)情况下，流动分离是间歇性的。