旋流噴嘴兩相流動(dòng)的數(shù)值模擬.pdf

1、本文的研究對(duì)象為一種應(yīng)用在海水淡化降膜蒸發(fā)布液裝置中的旋流噴嘴。為了得到較高的水平管換熱效率，就要給水平蒸發(fā)管提供高質(zhì)量的液膜分布即噴嘴要提供高質(zhì)量的噴淋液。文章對(duì)液滴沿彎曲壁面流動(dòng)及脫離的研究作為基礎(chǔ)，進(jìn)一步研究旋流噴嘴的兩相流動(dòng)過程以及不同的旋流室結(jié)構(gòu)對(duì)噴嘴流動(dòng)過程的影響。
　　首先對(duì)旋流式噴嘴建立了三維物理模型，采用FLUENT軟件中的VOF方法和RNGk-ε模型模擬研究了液體在旋流噴嘴內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)、出口附近的液膜破碎和分

2、散的過程。著重分析了噴嘴工作過程中不同截面的噴嘴壓力、速度以及液膜厚度等參數(shù)。模擬結(jié)果表明:旋流室內(nèi)液膜緊緊附著在旋流室內(nèi)壁上，隨著高度的不同，液膜的厚度也隨之變化，并在噴嘴的中心軸線處形成一個(gè)貫穿整個(gè)噴嘴的空氣芯。噴嘴從中心沿半徑的方向向外壓力值逐步增大，通過各方向的速度的變化來分析噴嘴內(nèi)部液體的流動(dòng)情況。
　　對(duì)噴嘴的旋流室結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，得到的模擬結(jié)果如下:將旋流室部分結(jié)構(gòu)與噴嘴收縮段連接方式進(jìn)行改變，隨著連接角度的增大，噴嘴

3、中心處的空氣芯形狀變化不大，但是噴嘴的出口速度有所減小，但是噴嘴的噴淋范圍會(huì)有所增大。同時(shí)噴嘴出口處的液膜厚度先稍有增大而后減小，厚度范圍在5.2mm～5.7mm之間。將旋流室與噴嘴收縮段進(jìn)行進(jìn)一步的整合簡化，變?yōu)楦鼮楹唵蔚膰娮煨螤?，結(jié)果表明:隨著旋流室連接角度的增大，對(duì)空氣芯的形狀影響較小，但是空氣芯中心沿噴嘴幾何中心線的偏移量逐漸減小。在出口截面上的軸向速度有所減小，但是周向的速度的變化趨勢(shì)正好與軸向速度的變化趨勢(shì)相反，這說明旋流室