基于CFD的超声雾化喷嘴内部流场特性模拟

为了提高喷嘴的雾化效果,将超声理论应用到液体射流雾化中,建立超声雾化喷嘴内部流场特性的数值模型,并运用流体仿真软件CFD模拟不同射流压力下喷嘴内部速度场的分布情况。数值计算结果表明:超声波明显增强了喷嘴内部速度分布,增强了湍流效果,进而提高了液体的雾化能力。沿着喷嘴内部轴线方向,速度呈先增大后减小的抛物线变化趋势;随着液滴射流压力的增加,内部速度和湍流效果得到加强,这为超声雾化喷嘴的设计提供了良好的理论基础。通过比较其它类型的喷嘴,超声喷嘴的雾化效率明显增强了很多,这说明超声波应用于喷嘴雾化领域是可行的。     

基于PIV技术的静电喷嘴雾化参数优化

为了提高射流液体的雾化效果,在分析荷电作用下两相湍流数学模型的基础上,采用粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术优化影响静电喷嘴雾化能力的主要参数(液体压力和充电电压)。结果表明:随着液体压力的增大,喷雾粒度表现出明显的单调减小的变化规律;液滴雾化粒度在充电电压10~20 k V之间是变化较大;随着充电电压的增大,雾化角呈现先增大后减小的趋势。通过因素水平综合分析确定液体压力为4 MPa和充电电压在10~25 k V之间对静电雾化喷嘴的雾化效果是最有利的。     

喷嘴结构对真空喷射雾化性能影响研究

基于Fluent软件模拟了柱型、扇型、锥型和混合型喷嘴真空喷射射流雾化过程,研究了喷嘴结构对动压力转换、射流速度和喷嘴出口湍动能的影响。结果表明,锥型喷嘴动压力较大,可提高静压能转换效率;扇型和锥型喷嘴喷射束宽度较大,利于大面积喷射成膜;扇型喷嘴易形成空化,出口湍动能较大,有助于液滴初次雾化破碎,而混合型喷嘴的空化层厚度最小,湍流区域最大。通过分析雾化锥角与喷嘴流量系数,发现扇形和锥直形喷嘴具有较大雾化锥角,但流量系数较小喷嘴压力损失较大;喷嘴直线段会提高锥型喷嘴雾化锥角和喷嘴出口湍动能,并使扇型喷嘴的流量系数增大,但射流雾化锥角减小。最后,本文尝试构建了真空喷射射流雾化数学模型。     

基于CFD的超声激振喷嘴雾化特性数值模拟研究

为了进一步提高超声激振喷嘴内部的湍流效果和提高喷嘴雾化效率,通过设置碰撞壁和振荡腔的结构对现有的超声喷嘴进行改进。利用哈特曼流体声波发生器原理,建立超声激振喷嘴雾化模型,利用CFD流体动力学仿真软件模拟喷嘴内部的流场,以喷距和碰撞壁角度两个主要参数对喷嘴出水口速度的影响。结果表明:通过分析喷嘴内部速度和压力流场云图发现喷嘴内部振荡腔和碰撞斜壁的设计会使喷嘴内部产生空化涡旋,空化涡旋内空化气泡的溃灭会增强流体的扰动,增强喷嘴内部流体的湍流的效果,增强喷嘴雾化的效果加强喷嘴内部流体的扰动效果,提高喷嘴的雾化效率;喷嘴射流速度随进口压力的增加表现出明显的增大趋势,射流速度对喷距的增加表现出明显的增加趋势,相比较之下碰撞壁角度对射流速度的影响不明显,经分析确定参数喷距L=1 mm,碰撞壁为60°时超声激振喷嘴雾化效果最好。     

基于Fluent模拟分析的真空下液体射流喷嘴的选型

本文以真空喷射法制备聚合物薄膜为研究背景,对其重要的发生元件喷嘴进行了选型研究.现阶段应用最为广泛的直射式喷嘴有直线型、锥形、锥直型和抛物线型四种类型,通过Fluent软件对喷嘴喷射后的液体射流流速、压力分布和湍流强度三个方面进行了模拟分析.结果表明:在相同的初始条件下,锥形直射式喷嘴其射流速度分布均匀,压力分布也比较均匀,射流流场的扩散性优于其它类型的喷嘴;此外其射流雾化后的液滴尺寸分布均匀,射流的贯穿距离较长,液体出喷嘴后湍流强度较大,射流后液体的雾化破碎效果较好,更适于制备成膜致密,膜厚均匀可控的聚合物薄膜.     

切向旋流式雾化喷嘴流场的仿真和实验研究

旋流引入喷嘴不仅能够提高液体动能,也能提高雾化效果。为了理清切向旋流式雾化喷嘴的内外流场特性,通过数值计算研究了内流场的压力和速度分布,通过实验测试分析了不同参数(旋流通道直径、旋流室直径、射流水压)下的外流场分布。结果表明:旋流室上部中心区域会在旋流力与惯性作用下发生螺旋运动,产生明显压力梯度,导致负压形成。旋流明显地提高了喷嘴内部水流的速度,喷嘴轴线的速率也随口径增大而上升。随着射流水压的增加,雾滴D50表现出明显的减小趋势。雾滴D50随旋流室直径增大表现出先单调减小的变化,雾滴速度随旋流通道直径增大先增大后缓慢减小的变化,确定最佳旋流室直径3 cm,旋流通道直径为3 mm。     

双腔室自激振荡喷嘴频率特性研究

摘要：作为对双腔室自激振荡喷嘴这一新型喷嘴的探索,基于流体网络理论建立了双腔室自激振荡脉冲射流喷嘴的相似网络模型,理论分析了双腔室自激振荡喷嘴频率特性。模型计算结果表明：双腔室自激振荡喷嘴结构参数对系统的固有频率有重要的影响,系统结构参数间存在最优匹配关系,并与文献中介绍的单腔室结构参数的最佳配比关系有较大的不同,双腔室自激振荡喷嘴较单腔室自激振荡喷嘴可以提高脉冲射流峰值压力。分析结果对双腔室自激振荡喷嘴结构设计具有一定的借鉴价值。     

多功能超音速火焰喷涂雾化喷嘴的设计

对多功能超音速火焰喷涂系统的雾化原理与影响因素进行了分析，采用专门设计的射流雾化喷嘴，加工安装方便、雾化效果好。雾化的影响因素有：喷口大小、喷嘴压降、雾化介质的理化性质和燃烧室的压力与温度等。点火阶段为低速射流雾化，喷涂阶段为高速射流雾化。     

压力型雾化等径喷嘴流场特性的有限元模拟

基于有限元液体连续相湍流仿真模型,研究柴油机用等径喷嘴内部油液的流动情况,分析入口压力对气相体积分数、湍动能和对称轴线速度的影响。结果表明:压力下降明显发生在喷嘴入口处,喷孔入口处靠近孔壁位置的湍流能最大,油液的轴向移动速度和承受的压强成反比;随着入口压力的增大,气相体积分数呈单调增加的趋势,当入口压力增大到120 MPa后,气相体积分数稳定在100%;湍动能最大处的位置由开始的喷孔入口中心轴处逐渐转移到喷嘴入口壁面上,入口压力与流速近似于呈线性变化规律;综合分析确定入口压力在100~120 MPa对保障压力型等径喷嘴燃油雾化效率是较为有利的。     

自激振荡射流喷嘴研究进展

论文总结了自激振荡射流的特点及应用,阐述了自激振荡脉冲射流的产生机理和喷嘴设计关键,分析了自激振荡脉冲喷嘴的频率特性,指出了自激振荡脉冲射流喷嘴的发展方向。