旋芯噴嘴結(jié)構(gòu)及霧化特性研究.pdf

1、旋流式噴嘴是常用的霧化噴嘴結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)置旋芯裝置是產(chǎn)生旋流的有效結(jié)構(gòu)形式，與其他類型噴嘴相比較，它因結(jié)構(gòu)簡單、中低壓霧化效果好而被廣泛應(yīng)用于消防,環(huán)保和化工等領(lǐng)域。針對內(nèi)置旋芯旋流噴嘴，基于先進(jìn)的噴嘴綜合測試臺和CFD數(shù)值模擬技術(shù)，本文圍繞旋芯噴嘴的結(jié)構(gòu)及流場特性，進(jìn)行了數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究。
　　分析了旋芯噴嘴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和霧化要求，并對噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)；介紹了流體運(yùn)動分析的方法及相應(yīng)運(yùn)動方程，著重分析了旋流噴嘴內(nèi)部和外部

2、流場運(yùn)動狀態(tài)，得到噴嘴內(nèi)部速度、壓力分布特性和噴嘴外部霧滴運(yùn)動方程，理論分析了流場特性和旋流霧化機(jī)理。
　　探討了旋芯噴嘴 CFD模擬的一般方法。在相同的速度進(jìn)口和壓力出口條件下，噴嘴模型作相應(yīng)簡化，旋芯分隔板長度等同為噴嘴進(jìn)口直徑，旋芯固定在直管段底部，認(rèn)定旋芯整體為壁面，基于六面體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格對三維模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，選用標(biāo)準(zhǔn)k??湍流模型，采用連續(xù)介質(zhì)-水進(jìn)行穩(wěn)態(tài)條件下的數(shù)值模擬。
　　針對直通噴嘴和旋芯噴嘴，以及旋芯螺旋角

3、、內(nèi)錐角等旋芯結(jié)構(gòu)參數(shù)變化，對噴嘴流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，分別就流場內(nèi)速度、壓力分布進(jìn)行了對比分析。模擬結(jié)果表明，和普通直通噴嘴比較，旋芯噴嘴出口速度更大、速度分布更均勻，霧化效果更好，噴射距離更遠(yuǎn)；旋芯噴嘴出口軸向速度衰減更快，有了明顯的切向速度，霧化錐角更大。由于流體回流和對空氣的卷吸作用，噴嘴出口位置會形成一個(gè)空氣錐，流體會形成膜狀旋轉(zhuǎn)噴出，使旋芯噴嘴顯現(xiàn)空心錐的霧化特性。噴嘴內(nèi)錐角為90°左右時(shí)，流體壓損最小、回流相對較小、速度分布