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1.
森林大火后的残余地表余火及地下阴燃火是引起二次森林火灾的主要原因,为防止发生二次森林火灾,清理森林余火和阴燃火是必要的。细水雾作为哈龙灭火剂的最佳替代品,被广泛应用在消防领域。本文设计一种适合熄灭森林余火和阴燃火的撞击分流高压细水雾喷头,采用Fluent进行喷头流域的仿真,分析喷孔孔径、喷孔长度和喷孔喷雾锥角对喷出细水雾速度和喷雾保护半径的影响,并进行实验验证。Fluent仿真结果表明,细水雾速度受喷孔孔径和喷孔长度影响显著,并随喷孔孔径的加粗和喷孔长度减小而增大;喷雾保护半径受喷孔孔径和喷孔喷雾锥角影响显著,并随两者的增加而变大。采用Design-Expert分析出细水雾喷头最佳参数组合,将参数代入Fluent建立VOF-to-DPM(volume of fluid-to-discrete phase model,流体体积-离散相模型)细水雾喷头喷雾模型进行仿真,选用参数相近的细水雾喷头进行实验验证,实验测得喷雾保护半径与Fluent仿真结果误差为0.8%,证明优化和仿真结果合理。  相似文献   
2.
背压对空气物性影响较大,使喷嘴液膜受到的气动力发生大幅变化。采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法对比3种常见液体工质和3种喷嘴尺寸,研究背压对雾化锥角、液膜厚度、旋流强度、液膜表面自激励不稳定性以及液膜形态的影响。结果表明:雾化锥角随背压增加而减小,其中部分喷嘴当背压达到某定值后,雾化锥角小幅波动;选用正庚烷或正十二烷为工质时,液膜厚度随背压增加而增加,达到一定背压后,3种液体液膜厚度呈小幅波动;旋流强度随背压变化无明显规律性;液膜自激励不稳定性随背压增加而降低;因水的表面张力较大,各雾化参数较为稳定;液膜形态与韦伯数呈明显规律性,背压越小韦伯数越大,液膜形态也更趋近于完美圆锥形;以正十二烷为工质时,其液膜形态在大背压下明显收缩,呈洋葱形,其余工质的液膜形态随背压增加,均逐渐从空心圆锥转变为郁金香形。  相似文献   
3.
喷灌喷头长期冲蚀磨损引起的喷嘴结构变形是影响其水力性能的主要原因之一。为了探究喷头的冲蚀变形及变形对其水力性能的影响规律,基于冲蚀耦合动网格方法以PY1-20sh型喷头为研究对象,利用标准k-ε湍流模型与Generic冲蚀模型建立喷头固-液两相流数值模型,针对3组不同水流含沙量工况开展喷头运行160 h内的冲蚀变形数值模拟研究。结果表明:喷头的冲蚀磨损主要发生在主喷嘴处,持续地冲蚀磨损使其质量减小,主喷嘴冲蚀变形表现为管壁向外不均匀扩张使得出口直径增大,变形程度与喷头运行时长及水流含沙量均呈正相关,变形速率随运行时间的延长而减缓,形状系数变大说明出口断面逐渐偏离圆形。喷头水力性能的变化表现为冲蚀变形使出口流量增加但流量系数减小,且由理论分析发现喷头射程随运行时长逐渐缩短,末端水滴直径逐渐减小但变化幅度不大。研究结果可为喷头的合理使用与结构设计提供参考依据。  相似文献   
4.
为了提高在某些硬岩和研磨性地层钻进效率,减少井底岩屑堆积,基于传统PDC( 聚晶金刚石复合片)钻头进行了结构调整,无中心喷嘴,设置三个轴向夹角为20°的斜喷嘴孔, 改变六刀翼分布。利用数值模拟分析方法,采用SST k-ω模型,对PDC钻头射流流场特性进行研究,分别对井底、喷嘴、刀翼表面射流流速和压力梯度进行了数值分析。在此基础上,对其水利参数再次优化,并对不同参数的PDC 钻头井底流场进行分析对比。 结果表明,钻头喷嘴直径越小,直射点速度越大,越利于破岩,但水力能量过于集中,高速漫流无法充分覆盖井底,不利于清洗岩屑;轴向夹角度数在20°~30°时,钻头喷嘴轴向夹角度数变大,直射点速度变化不大,但钻头肩部涡旋减少,上返区域速度提高,有利于岩屑快速排出井底,刀翼表面不易产生泥包;当钻头喷嘴直径在24 ~ 28 mm,喷嘴轴向夹角度数在25° ~ 30°时,该PDC钻头水力情况最佳。  相似文献   
5.
Today, utility meters for water are tested for measurement behavior at stable operating conditions at specified flow rates as part of the approval process. The measurement error that occurs during start and stop or when changing between flow rates may not be taken into account. In addition, there are new technologies whose measuring behavior under real-world conditions is only known to a limited extend. To take these facts into account, a new method has been developed and tested to determine the measurement behavior of water meters under dynamic load profiles as they occur in the real application. For this purpose, a test rig for flow rate measurement was extended by a cavitation nozzle apparatus and the generation of dynamic load profiles was validated. For the cavitation nozzles used, possible factors influencing the flow rate, such as temperature and purity of the water as well as the upstream pressure were investigated. Using different types of domestic water meters, the applicability of the dynamic test procedure was demonstrated and the measurement behavior of the meters was characterised.  相似文献   
6.
当FTSC薄板坯连铸机生产拉速提高到4~6 m/min时,浸入式水口通钢量增加,结晶器内流场扰动加剧,卷渣率提高,对生产顺行及铸坯质量都将产生重大影响。因此,为了解结晶器液面流场,根据实际生产情况,制作了1∶1的结晶器水物理模型,并通过Fluent软件对结晶器液面流场进行了数值模拟,研究了水口浸入深度及拉速对液面流场的影响。结果表明,在水模型物理试验中,水口浸入深度恒定为130 mm时,拉速在4~6 m/min范围内,结晶器表面流速随着拉速的提高而增大,其最大值范围为0.401~0.693 m/s;在6 m/min恒定拉速下,水口浸入深度在130~190 mm范围内,结晶器表面流速随着水口浸入深度的增加而减小,其最大值范围为0.503~0.690 m/s。在数值模拟中,水口浸入深度恒定为130 mm时,拉速在4~6 m/min范围内,结晶器表面流速随着拉速的提高而增大,其最大值范围为0.50~0.75 m/s;在6 m/min恒定拉速下,水口浸入深度在130~190 mm范围内,结晶器表面流速随着水口深入深度的增加而减小,其最大值范围为0.65~0.75 m/s。结晶器表面流速随着距水口中心距离的增大有先增加后减小的规律。  相似文献   
7.
目的 优化设计一种轴向扇形喷嘴,通过产生扇形磨料水射流去除管道3PE防腐层,以期提高去除管道3PE防腐层的效率和安全性.方法 建立轴向扇形喷嘴物理模型及扇形磨料水射流流场的计算模型.基于FLUENT软件,采用颗粒轨道模型、Realizable k-ε湍流模型对轴向扇形喷嘴内外磨料水射流流场特性进行数值模拟研究.结果 沿着射流流动方向,扇形喷嘴收缩段(邻近圆柱段区域)磨料颗粒速度增加明显,圆柱段磨料颗粒速度增加不明显.由于喷嘴流通面积减小或V型槽致使流道形状改变,进入扇形喷嘴椭圆段后直至喷嘴出口处,磨料颗粒速度总体增加,但其速度分布呈现复杂规律,在射流的两侧边缘存在高速区.在扇形喷嘴外流场中,磨料颗粒速度呈减小趋势,同时,磨料颗粒速度云图在X轴某一位置出现了分叉现象,速度云图在分叉点之后的区域出现空白,即从分叉点之后,外流场的某些区域没有磨料颗粒的存在.为了充分发挥磨料颗粒对3PE防腐层较好的冲蚀效果,扇形磨料水射流去除3PE防腐层时,应将靶距控制在分叉点位置之前.不同结构参数轴向扇形喷嘴产生的扇形磨料水射流,其磨料颗粒速度云图分叉点位置不同.结论 综合考虑磨料颗粒速度大小、作用范围、分叉位置等因素的影响,优选出拟用于产生扇形磨料水射流去除3PE防腐层的轴向扇形喷嘴结构参数:α2/r=1、α=15°、b=0.6 mm、d=2.13 mm.最佳靶距在17.37~37.37 mm.  相似文献   
8.
打印机喷头结构不合理,会出现温度场分布不均现象,导致喷头堵塞,影响打印速度。为此,本文提出基于FDM工艺结构的3D打印机高温喷头结构优化研究。设计三维CAD模型,控制喷头移动,结合喷头结构,计算热传导遵循的傅里叶定律与稳定热传导规律;从模型“台阶效应”、挤出丝材两方面探究影响喷头打印效果的主要因素,在确保打印质量前提下,利用磁制冷方法,经过多次调试,确定最佳压力值,优化送丝机构,设计制冷装置,实现高温喷头结构优化。仿真实验证明,优化后的高温喷头温度分布更为合理,有效避免喷头堵塞现象,可实现高速度持续打印。  相似文献   
9.
在催化裂化装置中再生器底部通常设置有树枝状管式气体分布器,通过分布器上的喷嘴分布气体。但在实际运行过程中喷嘴常出现布气不均和磨损问题,影响其自身的布气性能和使用寿命。为此,在二维床实验装置上针对喷嘴的射流特性进行了实验研究。实验物料为FCC催化剂颗粒,喷嘴出口气速范围为30~70 m·s-1,喷嘴喷射角度范围为0°~67.5°。实验用摄影观察法测量喷嘴射流的射流长度和附近的流场流态。实验结果表明射流长度随喷嘴气速和喷射角度的增大而变长。射流气体在向上翻转过程中,在树枝状管式气体分布器两分支管之间产生旋转涡流现象,旋转涡流的大小与喷嘴出口气速和安装角度有密切关系。最后基于实验数据,建立了喷嘴射流长度的计算模型。  相似文献   
10.
为研究固液两相磨粒流加工喷嘴小孔过程中的流场分布、涡旋形成规律及涡旋的存在对磨粒流加工的影响机制,采用Smagorinsky亚格子模型对磨粒流加工喷嘴小孔的流道进行大涡数值模拟,并使用磨粒流对变直径喷嘴工件进行加工试验。数值模拟发现磨粒流流体中磨粒与壁面的碰撞与剪切作用随流体的速度增大而增大,同一截面的速度存在速度差,其中还伴随涡旋的存在;通过试验研究发现:经固液两相磨粒流加工后的喷嘴小孔表面质量得到明显提高,喷嘴经过四次不同入口速度的磨粒流加工后大孔处表面粗糙度Ra由1.24 μm降至0.542 μm,小孔处表面粗糙度Ra由1.21 μm降至0.437 μm。结论显示固液两相磨粒流加工技术可有效提高被加工喷嘴工件的内表面质量,加工时同一截面的速度存在速度差,速度差的存在利于涡旋的形成,涡旋的存在利于提高磨粒流加工过程的剪切作用,有助于获得高质量的喷嘴小孔内通道表面。  相似文献   
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