数值模拟技术在喷嘴雾化方面的应用

应用数值模拟技术,建立喷雾器喷嘴雾化的数值模拟模型,较为准确地描述了喷雾器喷嘴内流体流动状况。编制出喷雾器喷嘴流场的APDL计算程序,适应于各种条件和工况的数值模拟分析,大大提高分析效率,优化喷嘴雾化质量,取得了良好的开发效果。     

除尘器组合喷嘴内部流场分析

为了探究组合喷嘴喷雾优势,分析了组合喷嘴的结构特点,并采用数值模拟方式对具有7个旋流器的组合喷嘴内部流场进行分析研究。数值模拟得出的结果直观地展现了该喷嘴内部流场特点以及喷雾优势,为国内喷嘴的研究以及设计制造提供依据。     

离心式喷嘴雾化特性的数值模拟

采用数值模拟的方法,对航空发动机的燃油喷嘴进行研究,模拟不同情况下喷嘴内部的气液两相的流动状况,得到了流量与压力和喷雾锥角的关系,计算结果和试验数据吻合较好,为离心喷嘴的设计和试验提供了可靠的数值计算模型。     

应用于油气钻采的磨料水射流喷嘴优化设计与试验研究

为了优化总长度和出口直径被限制的喷嘴的内部结构,进行喷嘴内外流场数值模拟、喷嘴流量系数测试以及喷嘴对砂岩冲蚀深度的试验。对试验结果进行分析表明,各喷嘴射流轴心线上的速度在喷嘴的内部达到最大后开始减小;数值模拟结果和流量系数测试结果相吻合,即喷嘴外部射流速度最大的喷嘴流量系数也最大,该喷嘴的工作性能最好;在设计试验的喷嘴范围内,进口收缩角为30°,出口圆柱段长度为11mm的喷嘴性能最好,其对砂岩的冲蚀深度高出其他喷嘴的200mm~300mm。     

豆胶气泡雾化喷雾器的三维设计及其数值模拟

设计了一种注气内管内径渐变的高粘度豆胶气泡雾化喷雾器,并应用流体分析软件,对喷雾器内部气液两相混合流体特性及其下游雾化进行了数值模拟研究。主要模拟了喷雾器内部气液两相流的速度场分布、压力场分布并分析了模拟结果。分析表明:在设计的气泡雾化喷雾器内部,豆基蛋白胶能够与空气进行很好地混合,其内部压力场分布、速度场分布符合流体力学的运动规律。模拟结果对以后的多相流流动分析以及气泡雾化的研究具有一定的指导意义。     

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.     

燃烧室喷嘴的优化设计与仿真模拟

通过建立圆管状燃烧室内煤粉燃烧的数学模型,对燃烧室回流区的温度场进行数值模拟。通过改变燃烧室的喷嘴形状,数值模拟了温度场的分布规律。结果表明,不同的喷嘴对燃烧有着重要影响,钝体喷嘴最适合该燃烧室的要求。实验表明,数值模拟与实验结果能基本吻合。研究结果对燃烧室的设计和燃烧室工况分析具有指导意义,所建立的数学模型为燃烧室几何和结构设计以及燃烧过程操作中进行定量分析提供了有效手段。     

入口压力对船用喷油器喷嘴内部空化流动的影响

为了深入研究喷油器喷嘴内流特征,以某船用孔式喷油器为研究对象,建立两相流模型,标准k-ε模型,结合单气泡动力学对喷油器喷嘴内部空化流动进行了数值模拟,着重研究了入口压力对喷油器喷嘴内部空化流动的影响,并与试验结果对比验证了数值模拟结果的正确性。     

压力旋流喷嘴内流场特性模拟研究

针对通过试验研究压力旋流喷嘴获取其雾化特性成本较高、耗时长、理论计算难以实现的问题,对压力旋流喷嘴内部流动机理及雾化特性进行了Fluent数字模拟研究。采用了一种基于有限容积VOF方法对压力旋流喷嘴内部流场进行了数值模拟;捕捉了压力旋流喷嘴出口处气-液两相界面,描述了压力旋流喷嘴出口的液膜厚度,阐述了压力旋流喷嘴各截面压力场、密度场和速度场等变化规律,预测了压力旋流喷嘴雾化锥角。模拟研究结果表明:压力旋流喷嘴中心会产生空气芯,压力旋流喷嘴雾化锥角及液膜厚度等雾化特征可通过剖析压力旋流喷嘴出口处空气芯直径和出口处速度获得;将模拟计算的喷嘴雾化锥角与试验值进行了对比,两者基本吻合,说明Fluent数值模拟可作为喷嘴设计工具。     

旋芯雾化喷嘴流场特性的数值模拟

为了进一步提高直通喷嘴的雾化效果,确定喷嘴内置装置对喷嘴内部流场的影响,在同一个直通喷嘴内部加入一个内置旋芯装置,对这两种喷嘴在相同的流体介质、相同的进口速度和相同的出口压力条件下做了相应的数值模拟。