基于希尔伯特-黄变换的撞击流混合器浓度场特性分析  被引量:8

Research on Concentration Field in an Impinging Stream Mixer Using Hilbert-Huang Transform

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作  者:张建伟[1] 殷婉君 孙熙同 冯颖[1] 

机构地区:[1]沈阳化工大学能源与动力工程学院,辽宁沈阳110142

出  处:《高校化学工程学报》2014年第5期971-978,共8页Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities

基  金:辽宁省自然科学基金(201202174)

摘  要:为了深入了解撞击流混合器浓度信号的能量分布及流型变化,利用平面激光诱导荧光(PLIF)测量技术对撞击流混合器内的浓度场进行测量,应用Hilbert-Huang变换(HHT)理论,对撞击流混合器内的浓度场进行分析。由希尔伯特谱分析(HSA)确定了撞击流混合器浓度信号的能量分布状况,得到了流体粒子运动产生的能量集中在低频率区,涡团整体运动能量大且稳定;在大频率下,单个粒子的振荡运动为主要运动形式,并比较了不同的喷嘴直径和喷嘴间距对撞击效果的不同影响。通过对浓度信号各阶IMF(内禀模态函数)的能量特征值提取,由高、低频段的能量变化可以验证撞击流的运动原理,并将撞击流混合器内流场由上至下分为撞击中心区、涡旋区和回流区三部分。流体流量的增加使撞击流混合器内部反应的混合效果有显著提高。In order to reveal energy distribution and flow pattern of concentration signals in an Impinging Stream Mixer ISM, planar laser induced fluorescence (PLIF) technology and Hilbert-Huang transform (HHT) were used to analyze concentration signals in the Impinging Stream Mixer (ISM). The energy distribution of the concentration signals in ISM was determined via Hilbert spectral analysis (HSA) and experimental results show that the moving energy of the scroll is mainly concentrated in low-frequency areas, and the values are high but steady. Oscillatory movement of individual particles is the main movement form in high-frequency areas. The influences of different nozzle diameters and nozzle spacings on the impinging effect was compared. The extraction of energy eigen-values demonstrates basic principle of impinging stream and the flow field in ISM can be divided into three zones, i.e. impinging center zone, scroll zone and recirculation zone. The increase of flow rate can enhance the mixing reaction efficiency in the impinging stream mixer.

关 键 词:撞击流 浓度场 HILBERT-HUANG变换 能量分布 

分 类 号:TQ051.71[化学工程] TQ027.35

 

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