塑料近红外分选设备喷吹分离的仿真研究

针对塑料分选装置中喷吹不准确、耗气量大等问题,提出了一种基于维多辛斯基曲线的流线型喷嘴。利用计算流体力学(CFD)软件,对喷嘴结构进行了二维与三维建模,运用Fluent进行了求解,选择湍流模型中的Realizable k-ε模型进行了计算,从射流速度、射流核心段长度以及耗气量等方面分析了喷嘴总长度、收缩段长度、出口直径以及收缩比等因素对喷嘴射流的影响。仿真结果表明:出口直径对喷嘴射流影响最大,喷嘴总长度、收缩段长度以及收缩比对喷嘴性能的影响相对较小;当喷嘴总长度为25 mm,收缩段长度为4 mm,出口直径为5 mm,收缩比为1.6时,喷嘴的喷吹性能相对较好且耗气量较低。     

基于Fluent的超音速喷嘴的数值模拟及结构优化

对超音速laval喷嘴进行了热力学计算及几何参数计算,确定了喷嘴的几何尺寸。利用Fluent软件对喷嘴内流场进行数值模拟,得到了喷嘴内流场的分布规律。改变喷嘴的结构,分析了收缩段和扩张段的不同结构对喷嘴出口速度的影响。结果表明,喷嘴内气流的温度和压力逐渐减小,速度逐渐增大,说明了气流经历的是减压增速降温的膨胀过程,并验证了喷嘴设计的合理性。收缩段的结构对喷嘴出口速度基本没有影响,而出口直径对出口速度有较大影响,并以此为依据得出了结构优化后的喷嘴尺寸,对于今后超音速喷嘴的理论研究及优化设计具有一定的参考作用。     

缩扩型超音速喷管的设计与仿真

缩扩型的拉瓦尔喷管可以使通过其的气流获得超音速,出口速度的大小以及气流是否稳定是决定拉瓦尔喷管性能优劣的关键因素.通过Fluent软件对拉瓦尔喷管的相关流场进行了数值仿真,分析了入口压力、面积比、收缩段型面及扩张段的锥角对喷管出流速度的影响,可为喷嘴的设计提供理论指导.     

空气雾化喷嘴对胶雾化效果的模拟研究

通过仿真软件Fluent研究空气雾化喷嘴对聚氨酯胶的雾化效果,选择喷嘴的混合区和喷嘴出口下游的雾化区为计算区域,对计算区域的气相流场、两相流流场分别进行模拟,得到不同气相进口速度下计算区域的速度场、压力场的变化规律,胶滴达到较好雾化状态时的时间,以及胶滴在啧嘴出口下游不同距离截面上粒径百分数分布情况;同时分析了不同气相...     

圆锥形喷嘴结构参数设计研究

为了获取圆锥形喷嘴结构参数与其工作性能的作用规律,建立了喷嘴内部流场的数值仿真模型.通过仿真研究获取了喷嘴结构参数与喷嘴内部射流特性的作用规律.仿真结果表明:喷嘴的收缩角α和长径比cp决定了喷嘴射流的最大出口速度和喷嘴出口射流速度在径向的变化幅值.随着α的增加,喷嘴射流的最大出口速度先增大后减小.当α较小时,喷嘴出口射流速度在径向基本保持不变.当α较大时,喷嘴出口射流速度在径向变化明显.随着cp的增加,喷嘴射流的最大出口速度先增大后减小.当cp较小时,喷嘴出口射流速度在径向变化明显.当cp较大时,喷嘴出口射流速度在径向基本保持不变.圆锥形喷嘴的最优结构参数为α=40°,cp=3.对不同α的喷嘴性能进行了实验测试,实验结果表明:当α =40°时,喷嘴产生的射流出口速度最大.     

基于Fluent的油气两相射流仿真分析

基于两相流基本理论,建立了三种不同出口直径的圆柱形喷嘴模型,通过Fluent流体分析软件对喷嘴环状两相射流进行了仿真计算.分析仿真结果得出了喷嘴油气两相速度分布,并结合油气润滑条件下滚动轴承对油气两项速度的要求,比较仿真结果得出文中模型条件下,喷嘴出口直径在2mm附近时,射流油滴连续,速度适中,能够较好的满足润滑条件,为油气润滑系统中喷嘴的选择和优化提供了依据.     

喷嘴结构对高速滚动轴承油气润滑两相流特性的影响

基于油气两相流基本理论,采用 Fluent 仿真软件建立油气润滑系统喷嘴、轴承腔的油气两相流模型,分析油气两相流流经直接喷射型和内圈喷射型2种结构喷嘴后在轴承腔内的流动状态,分析内圈喷射型喷嘴的竖直管道与倾斜管道夹角及喷嘴出口结构等关键设计参数对轴承内部油气两相流分布状况的影响。仿真结果表明：内圈喷射型喷嘴具有更好的润滑效果,减小了油气润滑系统的耗油量和耗气量;竖管与倾斜管道夹角越小,越利于环状流的保持,供油均匀性越好;突扩管结构设计,有利于缓解因油气波动造成的供油不均匀。     

基于数值仿真的套管装配机内部流场性能研究

为了优化套管装配机的可靠性,对装配机内流道中的气体运动特性进行了研究.根据套管装配机的工作原理,设计了两种不同的锥形喷嘴,然后运用UG软件建立了装配机内部流道的几何模型,最后将其导入Fluent软件对两种不同喷嘴流道中气流的三维模型进行了数值仿真.仿真结果表明,在喷嘴锥形角度、供气压力均相同的情况下,喷嘴出口倒角的设置使流道中气体外排速度提高了18.58％,套管内孔中的压力降低了40％,这对导线穿过套管的自动装配是极为不利的,此仿真结果为今后优化套管装配机性能提供了一定的理论依据.     

空气净化器的流场模拟与模型优化

以硫化氢为目标污染物,运用CFD数值模拟对空气净化器内部气流进行模拟与分析。建立系统内部气流组织的网格模型,对滤网阻力特性进行实验研究与分析,采用Fluent软件对系统内部流场进行仿真,在空气流量340m³/h的工况下,得到不同进出口模型的速度场、压力场与出口污染物浓度。仿真结果：流速与压降均随着进出口尺寸的增大而减小,在Y=150mm截面上气流速度变化最大。与矩形进出口相比较,圆形进出口内部气流较为稳定,出口污染物浓度更低。为了使系统内部气流稳定,减少涡流效应与气流叠加现象,应使进出口尽可能地覆盖风道主体。根据模拟仿真结果,可以对空气净化器结构与净化模块进行合理的优化设计。     

深海环境下射流性能仿真

建立适用于深海作业的高压射流喷嘴的流体动力学仿真模型,对深海环境下喷嘴射流的内、外部流场性能进行数值仿真分析,得到5MPa、10MPa和15MPa三种典型围压环境下喷嘴内部射流压力和速度的变化规律及射流离开喷嘴后的压力和速度变化规律,并与非淹没状态下射流的性能进行对比研究。研究结果表明:通过数值仿真可以获得深海环境下喷嘴射流的工作性能,仿真结果与理论计算结果吻合;随着海水围压的增加,喷嘴射流出口的最大速度相应下降;当喷嘴射流出口喷射速度一定时,深海围压的大小对射流性能基本没有影响;不同围压下的射流形成的等速核外形和靶距基本相同,深海最优作业喷距为3~5倍喷嘴出口直径;与非淹没环境相比,淹没状态下射流沿轴向速度衰减梯度变化迅速,其等速核长度缩短约40%。     

煤矿除尘器水气耦合冷却喷嘴数值分析

喷嘴是很多煤矿、冶金设备冷却的关键部件,其设计质量直接影响冷却效果。文中针对某煤矿除尘器喷嘴的加速特点,利用Fluent软件对喷嘴的内外不同旋角的加速流场进行了仿真计算,得出喷嘴出口速度大小并进行比较,进而得到出口速度大小规律,分析结果可以很好地指导喷嘴的设计及制造。     

基于Fluent外混式气动雾化喷嘴改进与仿真研究

为了有效降低喷嘴气体能量的损耗，需要对气动雾化装置整体结构进行雾化速度和压力流场的仿真分析，通过改进局部设计来减少非必要的能量损失，以此来提高气体能量利用率，提升喷嘴雾化性能。为此，对外混式气动雾化装置的内外流场进行了数值研究。首先，对该气动雾化装置内部气相通道进行了数值模拟，找到了原设计中最大能量损失的原因；然后，根据流场的压力和速度分布规律，对壶体与喷嘴连接处的气相通道进行了局部结构改进，分析了装置改进前后内外流场的压力与速度变化情况；最后，通过模拟喷雾过程，对比了不同气压下原喷嘴和改进后的喷嘴内外流场的雾化特性，对喷嘴局部结构改进的合理性与改进后气动雾化装置性能的优越性进行了验证。研究结果表明：通过掏空雾化喷嘴主体和改变雾化喷嘴进气口形状的方式，可以有效改善气相通道的节流情况，减少气体能量的损失，缩短改进后的喷嘴气相通道内部高速气体路径，并且增加喷嘴气相出口附近的流场速度，最大增幅为11.49%;改进后的喷嘴雾化性能得到了提升，当气压在0.3 MPa附近时，其雾化效果最佳。     

航空发动机润滑油喷嘴性能优化分析*

针对某航空发动机轴承供油喷嘴流量流向试验发现的喷嘴出口流线较为发散这一问题,利用三维流体仿真软件的Realizable k-ε 湍流模型,建立供油喷嘴的三维数值计算模型,对喷嘴内部的三维流场进行仿真分析,考察供油喷嘴出口的流量和喷孔外部的流线圆柱度。基于三维流场仿真结果,提出不同的结构优化方案,并分别考察供油喷嘴的性能。结果表明：喷嘴喷油出口管路段的内部流场直接决定了喷油口外部流线的发散程度和圆柱度,合理布置上游流路结构,适当增加出口管路段的长径比,能有效抑制主流区内的旋流,能减小喷油孔外部流线的发散程度;采用新型的“嵌入式”堵头能抑制喷孔区域的旋流,使喷孔外部流线的圆柱度满足设计要求。     

高压除磷喷嘴喷射流场数值模拟与试验分析

采用Fluent软件的标准模型对高压除磷喷嘴外部气液两相压声速湍流流场进行三维建模和数值模拟,分析了射流离开喷嘴进入到空气中的压力场和速度场的分布规律:喷嘴的出口速度和系统压力成正比,与喷射距离成反比;喷嘴的喷射打击压力与啧嘴的喷射速度和系统压力成正比,与喷嘴的喷射距离成反比;通过仿真预测出最佳靶距并进行试验验证,为喷嘴的合理安装和提高除鳞效果提供了有力的参考依据.     

喷嘴几何参数对射流流场性能影响的计算研究

在边界条件和初始条件相同的情况下,分别改变圆锥带圆柱出口型喷嘴的圆锥段收缩角、喷嘴出口圆柱段长径比、喷嘴出口直径,用Fluent软件对圆喷嘴射流的速度衰减特性进行数值模拟和分析.模拟发现:在圆锥段收缩角为13°左右、喷嘴出口圆柱段的长径比为3左右时,射流核心段上的速度最大;随着喷嘴出口直径的减小,射流核心段上的速度不断增大,射流的切割性能也越来越好.数值模拟结果与实验结果完全一致.     

基于Fluent的除鳞喷嘴内部流场数值模拟

本文利用Fluent软件对除鳞喷嘴内部流场进行了仿真研究。分析了喷嘴内部的压力场和速度场的分布规律,指出了影响压力和速度变化的因素。为合理布置喷嘴提出了建议。     

浅谈喷嘴进口压力对扩散角的影响

为确定喷嘴进口压力对喷嘴出口扩散角的影响,采用SolidWorks建模,利用Fluent对不同进口压力的同一喷嘴模型进行仿真,经分析得知喷嘴喷出硼砂的角度随进口压力的增大而增大,喷出的硼砂速度流线图也随压力的增大而变得密集。     

喷孔结构对双旋流气泡雾化喷嘴喷雾特性的影响

研究了喷孔形状对双旋流气泡雾化喷嘴雾化特性的影响规律,分析了圆形孔、椭圆形孔和正方形孔喷嘴对流量特性、索特尔平均直径、粒径分布和粒子速度的影响。结果表明,不同喷孔结构的喷嘴流量特性曲线呈现相同的趋势,随着气液质量流量比的增大,喷嘴出口单位面积下的喷雾流量逐渐减小;相同气液质量流量比下,正方形孔喷嘴流量最大。相同工况条件下,椭圆形孔和正方形孔对比圆形孔的喷嘴具有更加优良的雾化效果,其D32降幅分别为28.2%,35.8%,而正方形孔喷嘴的雾化粒径最小。正方形孔喷嘴的微分分布曲线向左移动,累积分布曲线变陡,说明大颗粒液滴减少,小颗粒液滴所占比例增大,液滴的雾化质量得到改善,正方形孔喷嘴小尺度粒径更多,粒径分布更集中。异形喷嘴的速度大于圆形孔喷嘴的速度;椭圆形孔喷嘴和正方形孔喷嘴的粒子速度分别增加了14.8%和24.4%。     

基于Fluent的高压喷嘴射流的数值模拟

研究收缩型喷嘴在初始压力为100 MPa,出口直径为1 mm的情况下喷嘴流场的速度、压力、湍动能等物理量的分布规律。选择不可压Reynolds方程作为动量方程,利用Fluent的SIMPLEC算法进行求解,对收缩型喷嘴射流进行数值模拟。结果表明:流体速度在喷嘴收缩段迅速增加,在离开喷嘴后出现等速流核区;流体动压在喷嘴收缩段增长快速,在等速流核区保持不变;仿真结果与理论推导相符合。     

接触网绝缘子带电水冲洗的关键参数研究

为了研究接触网绝缘子带电水冲洗过程中喷嘴入口压力、喷嘴出口直径、风速等关键参数的影响,采用CFD软件Fluent进行气液两相流仿真,对比分析不同参数对水冲洗效果及安全性的影响。结果表明：入口压力是影响水射流速度的关键参数,出口直径是影响水射流水气比的关键参数;入口压力、出口直径、风速等参数都会影响水射流的直线性能及冲洗效果,尽量在风速低于2.5m/s或无风环境下进行冲洗作业,且尽量增加喷嘴入口压力以及选择直径较大的喷嘴;得到了喷嘴直径、射流距离与水气比的关系,为不同水冲洗情况下的喷嘴直径选择提供了参考。