卡门涡街激发直管内声场的实验研究.pdf

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1、卡r-]i~街激发直管内声场的实验研究王岩，王恒栋(浙江大学能源清洁利用罔家黾点实验室，浙汀杭州310027)摘要：搭建了一方型长直管实验台，利用钝体绕流生成卡门涡街，首先研究冷态条件下涡脱落激发直管内一维声场的特性，为后续研究涡街激发热声不稳定提供实验基础与参考依据。试验测量了不同涡街频率及两种代表性涡脱落位置下激发产生的声学脉动压力信号，分析了二者对激发管内一维声场的影响。试验发现，涡街激发的声场是多频率不同强度的声波叠加的结果，与旋流燃烧器的热声不稳定特性相似；激发出的声波频率、幅值与涡街频率及涡脱落位置有关，且只有部分涡街频率下的激发声波表现驻波特性。关键词

2、：卡门涡街；一维声场；频谱分析；驻波；热声不稳定中图分类号：TB53文献标识码：A文章编号：1004—3950(2015)03—0001—07ExperimentalresearchontheacousticfieldexcitedbykarmanvortexstreetinastraightductWANGYanWANGHeng—dong(StateKeyLaboratoryofCleanEnergyUtilization，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract：Anexperimentalsetupinc

3、ludingalongstraightsquaretubehasbeenbuiltfirstlytoinvestigatefeaturesofone—dimensionalacousticfieldexcitedbyvortexsheddingincoldconditionwhichisKarmanvortexstreetgeneratedbyflowaroundablufbodyhere．Theexperimentalresultscanprovideanexperimentalbasisandreferenceforthefollow-upresearchoft

4、hermoacoustieinstabilityexcitedbyvortexshedding．Acousticpressure—oscillatingsignalswithvariablevortexfrequenceandtwotypicalsheddingpositionsweremeasuredandeffectsofthemontheone·dimensionalacousticfieldinthetubewereanalyzed．Theresultsshowedthatacousticfieldexcitedbyvortexsheddingconsist

5、sofacousticwaveswithvariousfrequenciesandamplitudes，whichwassimilartothecharacteristicsofthermoacoustieinstabilityinswirlburners．Excitedfrequencyandamplitudeofacousticwavewasrelatedtovortexfrequencyandsheddingposition．Moreover，excitedacousticwaveshowedthefeatureofstandingwaveonlyunderc

6、ertainvortexfrequency．Keywords：karmanvortexstreet；one—dimensionalacousticfield；spectrumanalysis；standingwave；thermoacousticinstability系统如燃气轮机、航空发动机及燃油燃气锅炉中，0引言典型例子就是2012年东方锅炉厂承建的沙特在中东及南美一些富油国家，重油燃烧锅炉Rabigh电站660MW燃重油机组点火后发生的热应用较普遍。常采用一些低NO燃烧技术来达声振动现象，经分析其振动机理类型为后者，并通到排放要求，却极容易导致热声不稳定现象。

7、过多次相应改造，问题才得以解决。可见，热声不热声不稳定产生机理主要分为两大类：热驱动型稳定不利于设计为稳态工作的热力系统的正常运热声不稳定和燃烧过程的自激热声不稳定。前者行，严重时会造成设备结构损坏及系统失控，因此的代表机理模型为Rijke型热声管和Sondhauss深入细致研究燃烧过程的白激热声不稳定的产生型热声管，目前国内外研究者多是采用Rijke机理十分必要。管及Rijke型燃烧器研究燃烧热声不稳定现关于自激热声不稳定的产生机理，季俊杰象，而后者则更普遍存在于现实工作中的热力等做了比较详细的分析，其中，涡脱落是诱因之收稿日期：2014—11—17作者简介：