旋芯喷嘴高效雾化特性测量研究

分析了旋芯喷嘴的雾化机理,运用三维相位多普勒粒子测速仪(3D-PDPA)设备测量了旋芯喷嘴喷出的细水雾雾滴速度及索太尔平均液滴直径(SMD)。试验结果表明,压力低于2 Mpa时,喷雾状况符合表面波破碎理论规律。压力高于2 Mpa时,喷雾在短距离内由旋芯强制呈空心锥形,最终变为引射方式下的实心锥形。随着喷雾压力升高,空心锥形形状保持的距离缩短。在空心喷雾阶段,随着喷射距离的增大,细水雾的轴向速度和径向速度在喷雾锥边缘处降幂下降。喷雾锥内部雾滴均系从边缘散溅所得,因此在各截面中心处,轴向速度服从普通射流规律,不存在稳定的径向扩散速度。雾滴SMD在各截面均远小于100 μm。     

压力对直射式喷嘴雾化影响的机理研究

为了揭示压力对直射式喷嘴雾化影响的雾化机理,针对D=0. 2 mm、D=0. 3 mm的直射式喷嘴采用实验和数值模拟研究。主要获得以下结论:压力是影响直射式喷嘴雾化的重要因素。压力越大,燃油液滴粒径SMD越小、喷雾锥角越大。直射式喷嘴的压力增大,雾化效果增强趋势逐渐降低;压力增大对一次雾化影响较大,对二次雾化影响较小。使用TAB模型的数值模拟结果能很好的预测出与实验一致的直射式喷嘴雾化特性,可应用于工程设计。     

流化床喷嘴雾化可靠性仿真分析

为了确定流化床喷嘴雾化效果的可靠性水平及其影响参数,利用FLUENT软件对空气辅助雾化喷嘴的雾化效果进行了数值模拟。以硝酸铀酰溶液的雾化颗粒索特平均粒径(SMD)为约束条件对喷嘴进行了可靠性定量仿真,并结合灵敏度分析软件确定影响喷嘴雾化的关键参数,为提高流化床雾化喷嘴的质量提供有效地改进建议。     

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%。     

单相高压细水雾喷嘴雾化特性的试验研究

雾化喷嘴的雾化特性对单相高压细水雾灭火系统的灭火效果有直接影响。通过试验研究了供水压力、喷嘴关键结构参数对喷嘴流量、流量特性系数、粒径分布规律的影响规律。发现喷嘴的结构参数变化对喷嘴雾化特性有显著影响。     

某旋流式燃油喷嘴流场分析

旋流式喷嘴是航空发动机进油系统和实现燃油雾化的重要部件.为了探究一种旋流式喷嘴的雾化角度,文章介绍了一种旋流式喷嘴的结构特点和工作原理,运用VOF两相流方法与Realizable k-ε模型模对喷嘴的内外部流场进行数值模拟.结果显示:数值仿真可以较好的模拟喷嘴的雾化特性,随着供油压力增大,喷嘴出口流量和速度均增大,燃油...     

两股互击式喷嘴雾化数值模拟研究

数值研究了两股互击式喷嘴的雾化性能,模拟中以水为介质,气相使用湍流模型,采用粒子轨道法计算颗粒的轨迹,时间上采用时间推进法求解.引入粒子碰撞和破碎模型,分析了撞击后沿轴向流场下游的液雾粒径分布情况,结果表明,喷射撞击压力越大,雾化效果越好,在一定的喷射压力下,雾化撞击角度存在最佳值,同时一定范围内喷射喷嘴的长径比对雾化性能的影响很小.     

推车式离心雾化喷雾机性能试验研究

对推车式离心雾化喷雾机进行性能试验研究,研究旋转式离心雾化特征、雾滴直径、雾滴沉降分布规律、雾滴沉积密度均匀性、风送低量喷雾效果等,掌握各参数相互匹配关系与工作机理,为进一步优化改进、产业化设计、关键部件精确工艺研究等提供技术支撑.     

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.     

内混式喷嘴雾化特性的试验与仿真研究

利用马尔文测雾仪对内混式喷嘴在不同工况下的雾化特性进行试验研究。根据试验结果,分析气压、水压以及气液比等因素对液滴粒径及均匀性的影响。利用Fluent软件对内混式喷嘴进行数值模拟,研究喷嘴混合段以及外流场的粒径变化。结果表明:随着气压、气液比的增加,喷嘴的雾化粒径减小,且气压为主要影响因素;内混式喷嘴内部粒径先增大后减小,在喷嘴出口处锐减,外流场中粒径沿轴向方向逐渐增大;将喷嘴出口处模拟粒径与实验结果对比,粒径大小及其变化趋势吻合较好。     

淹没环境下高压水射流喷嘴的结构优化

为提高高压水射流在辅助大型沉井沉降施工中的效率,对水射流关键元件喷嘴进行选型和结构优化,要求射流具备高能量、低衰减特性。从4类回转形喷嘴中优选速度衰减小的喷嘴,确定合理的速度衰减研究指标,再结合尺寸参数设计正交实验,利用回归分析建立预测模型,可以确定各个尺寸参数对速度指标的影响程度。由高压泵站输入压力和流量确定喷嘴的最大直径,再由预测模型确定最佳喷嘴是出口直径2.8 mm、入口直径5.26 mm、收缩角为12.3°的锥形喷嘴。     

高压水射流靶物探测用喷嘴结构参数优化

高压水射流靶物探测技术是一项结合了高压水射流技术和声音信号分类识别技术的新的技术和研究方向,要实现高压水射流对靶物的有效探测,就必须得到具有合理有效的特征值的信号。其中喷嘴结构是影响特征值信号的一个重要因素,在选择工程上常见的、结构较为合理的4种喷嘴的基础上,利用计算流体力学软件Fluent对喷嘴内部流场做了数值模拟分析,并从反射声信号的角度给出试验判定。试验结果表明,出口直径为0.8mm的圆锥长直线型喷嘴产生的射流性能及射流束的聚集性都较好,有利于产生较好反射声音信号的特征值。     

基于FLUENT的高压水射流除锈的流场仿真及射流参数优化

利用高压水射流船舶除锈取代目前的人工打砂除锈势在必行。介绍了水射流的基本结构并根据高压纯水射流除锈的工况,利用计算流体动力学（CFD）方法对高压水射流进行了模拟仿真。通过仿真介绍了流场中高压水射流的特性以及靶面的受力情况。最后,为了达到良好的除锈效果,对高压水射流的靶距和入射角度进行优化,得出在指定条件下最优靶距应为15 ~20 mm,最优入射角度（射流与靶面法线的夹角）应为30°。     

连续油管喷射钻进中新型喷头的研发

结合实际工况,对喷射系统的喷头进行了一系列优化,从使用寿命考虑,选择了陶瓷材料,根据实际要求对喷头结构和结构参数进行了优化.结构确定后,进行了基本的受力分析,最后完成实验对比,确定了喷头的实际应用.喷头虽然小.但却是喷射系统最终执行元件,因此,新型喷头的研发不仅对油井喷射钻进的发展有重大意义.还对船舶、化工等领域中的喷射系统的效率有很大的促进作用.     

射流切割中高压缸的壁厚设计研究

分析了高压缸的应力分布特点,推导了确定缸筒内压的公式,通过对该公式的分析,得出缸筒径比大于5时高压缸所能承受的最大工作内压趋于定值的结论。由第四强度理论推导出了高压缸危险位置处(缸筒内壁)的当量应力的计算公式,并进一步建立了缸筒内压与缸筒径比及持久极限的量化关系。根据这些关系提出了在设计厚壁高压缸(主要指超高压缸)时,为了提高工作内压而应采取适当结构形式的建议,这些建议对于如何有效设计使用缸筒具有一定的指导意义。     

前混合磨料射流喷嘴减磨技术综述

从喷嘴的材料、几何形状、结构、加工质量等方面,介绍了前混合磨料射流喷嘴磨损机理及喷嘴减磨技术的研究现状,并从表面涂层技术、纳米技术与高性能陶瓷等方面对磨料射流喷嘴的新技术进行了展望。     

三维空气吹扫喷嘴射流流场分析

以平整机吹扫系统中三维空气喷嘴为研究对象,确定了喷嘴的结构参数;基于流体力学的基本方程和RNG k-ε湍流模型,建立了吹扫射流的数学模型。从喷嘴内部以及喷射外流场的流动状态、喷嘴轴线上的速度和压强分布、靠近钢板处的气流分布情况三个方面,对吹扫流场进行了稳态分析;采用自由表面模型,对吹扫流场和吹扫效果进行了非稳态分析。研究表明:该类型的喷嘴外部流场成窄带形分布;气流冲击钢板后,在钢板上形成冲击区和漫流区;所选喷嘴在高度为150 mm时沿着钢板宽度方向形成的打击范围为0.06 m,并且经过0.06 s,冲击点处的水分已经被吹扫干净,但是沿着钢板长度方向还有部分水分残留。     

喷水减温阀离心喷嘴雾化性能的优化研究

为了探索喷水减温阀喷嘴结构参数变化对其雾化效果的影响,优化喷嘴结构参数,根据Fluent软件VOF模块对喷水减温调节阀的离心喷嘴进行气-液两相仿真分析。以喷嘴出口直径、旋流槽倾斜角、旋流室收缩角作为优化因素,以雾化锥角、流量系数作为雾化性能的评价指标,进行正交实验设计。基于响应面法建立雾化锥角和流量系数的代理模型,再运用粒子群优化算法对代理模型进行寻优,得到一个最优结构参数。结果表明:当出口直径为2.55 mm,旋流槽角度为40°,旋流室角度为110°时,雾化性能得到最优,雾化锥角比原模型增大17.7％,流量系数增大32.53％,为喷嘴的设计提供了一个新的方案。     

Atomization characteristics of intermittent multi-hole diesel spray using time-resolved PDPA data

The intermittent spray characteristics of a multi-hole diesel nozzle with a 2-spring nozzle holder were investigated experimentally. Without changing the total orifice exit area, the hole number of the multi-hole nozzle varied from 3 (d_n=0.42 mm) to 5 (d_n=0.32mm). The time-resolved droplet diameters of the spray including the SMD (Sauter mean diameter) and the AMD (arithmetic mean diameter), injected intermittently from the multi-hole nozzles into still ambient air, were measured by using a 2-D PDPA (phase Doppler particle analyzer). The 5-hole nozzle spray shows the smaller spray cone angle, the decreased SMD distributions and the small difference between the SMD and the AMD, compared with that of the 3-hole nozzle spray. From the SMD distributions with the radial distance, the spray structure can be classified into the three regions : (a) the inner region showing the high SMD distribution; (b) the mixing flow region where the shear flow structure would be constructed; and (c) the outer region formed through the disintegration processes of the spray inner region and composed of fine droplets. Through the SMD distributions along the spray centerline, it reveals that the SMD decreases rapidly after showing the maximum value in the vicinity of the nozzle tip. The SMD remains the constant value near the Z/d_n=166 and 156.3 for the 3-hole and 5-hole nozzles, which illustrate that the disintegration processes of the 5-hole nozzle spray proceed more rapidly than that of the 3-hole nozzle spray.     

水射流技术回收子午线轮胎的正交试验

为了避免传统方法粉碎废旧轮胎时出现的易污染、能耗高、设备复杂等问题,设计了一种基于水射流技术回收废旧子午线轮胎的实验装置,并用正交表L25(53)安排实验,对射流的驱动压力、靶距和移动速度这三个因素各进行了5个水平的考察。实验结果显示,最精细胶粉的最优射流工作参数为A3B3C3,影响胶粉颗粒度大小的主次因素如下:移动速度的影响最大,其次是射流的驱动压力,影响最小的是靶距。