旋流式喷嘴在横向流中的雾化研究

发布时间：2023-05-11 02:15

　　旋流式喷嘴广泛应用于石油、环保、食品、化工及消防等行业。旋流式喷嘴的旋流器采用旋流芯结构使喷嘴具有结构紧凑、径向尺寸小的特点。本文根据理论推导和数值模拟设计加工了一种采用旋流芯结构的旋流式喷嘴,通过实验验证了设计喷嘴的雾化特性符合要求,并运用数值模拟方法研究所设计喷嘴在横向流场中的雾化情况及降温能力。 研究中建立了横向流流道的物理模型和喷雾雾化的数学模型,结合研究内容确定数值模拟的边界条件和雾化模型,对旋流式喷嘴在横向流场中的雾化进行数值模拟。 在不考虑液滴蒸发作用的情况下,通过数值模拟给出常温下不同横向流速度、喷嘴喷射方向和工作压力时的雾化场,并研究横向流速度、喷嘴喷射方向和工作压力对横向流雾化的影响。 在常温横向流研究的基础上通过数值模拟得出高温横向流中的雾化场和流场,并分析雾化对高温横向流的冷却作用,研究得出横向流速度、喷嘴喷射方向和工作压力对高温横向流冷却的影响。 根据研究需要制定横向流雾化实验方案,设计测量装置和相关实验台,为将来实验研究横向流速度、喷嘴喷射方向和工作压力对横向流雾化的影响做准备。

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 研究现状及内容
        1.2.1 喷嘴雾化研究方法
        1.2.2 横向流雾化研究现状
    1.3 本文的任务
第二章 旋流式喷嘴的设计
    2.1 旋流式喷嘴结构
    2.2 旋流式喷嘴的设计计算
        2.2.1 旋流式喷嘴设计公式
        2.2.2 旋流式喷嘴的工程计算
        2.2.3 喷嘴内流场模拟
    2.3 喷嘴的设计及实验
        2.3.1 喷嘴设计及加工
        2.3.2 喷嘴喷雾实验
    2.4 本章小结
第三章 喷雾计算模型及方法
    3.1 控制方程的数学模型
        3.1.1 连续相基本控制方程
        3.1.2 湍流流动模型
        3.1.3 液滴离散相控制方程
        3.1.4 连续相与离散相耦合模型
    3.2 喷雾模型
        3.2.1 雾化模型
        3.2.2 破碎模型
        3.2.3 液滴蒸发模型
        3.2.4 液滴碰撞模型
        3.2.5 喷雾撞壁模型
    3.3 计算算法
    3.4 本章小结
第四章 横向流雾化数值模拟研究
    4.1 横向流雾化求解过程
        4.1.1 横向流场雾化物理模型
        4.1.2 横向流流道网格划分
        4.1.3 边界条件及计算模型
    4.2 雾化粒径定义
    4.3 常温横向流时雾化场模拟分析
        4.3.1 横向流速度对雾化场的影响
        4.3.2 喷嘴喷射方向对雾化场的影响
        4.3.3 喷嘴工作压力对雾化场的影响
    4.4 高温横向流时横向流场模拟分析
        4.4.1 横向流速度对流场的影响
        4.4.2 喷嘴喷射方向对流场的影响
        4.4.3 喷嘴工作压力对流场的影响
    4.5 本章小结
第五章 横向流雾化实验设计
    5.1 光脉动法测试理论
    5.2 实验台的设计与搭建
        5.2.1 实验系统
        5.2.2 测试装置的设计
        5.2.3 横向流实验台的设计
    5.3 实验研究内容
    5.4 本章小结
第六章 结论
    6.1 本文结论
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文
上海交通大学学位论文答辩决议书



本文编号：3813954