高压喷嘴的射流仿真研究

针对高压喷嘴射流发散快以及速度稳定性差等问题,将Fluent仿真技术应用到高压喷嘴的流场分析中.根据高压喷嘴结构特点,为喷嘴及外部喷射区域建立了轴对称的几何模型;并根据喷射过程中流体速度的变化情况进行了网格的划分与加密,然后对高压喷嘴的淹没与非淹没射流流场以及不同收缩角时的非淹没射流流场进行了仿真分析;在流体理论的基础上提取了各种情况下的速度分布图,并对其结果进行了对比分析.研究结果表明,收缩角的不同对喷嘴流场的轴线的速度变化影响较大,当收缩角为10°时流场速度的稳定性最好;此外,通过对淹没射流与非淹没射流的流场情况进行比较,得出了非淹没射流对速度的集中更为理想的结论;仿真分析结果也为高压喷嘴结构及喷射形式的选取提供了一定的依据.     

不同结构喷嘴的高压水非定常喷射反推特性

喷嘴作为高压水射流的关键部件,其结构和工作参数对高压水喷射反推性能具有重要影响.以圆柱、圆锥和余弦三种不同结构喷嘴为研究对象,基于CFD对定容积下不同结构喷嘴的高压水非定常喷射过程进行数值模拟,对比分析了不同结构喷嘴的射流反推特性,系统研究了充气压力、出口直径对喷嘴非定常喷射速度和反推力的影响规律.结果表明:相比圆柱喷...     

磨削液供给参数对工件表面完整性的影响

针对不同磨削液供给参数,通过CFD软件构建磨削过程中磨削区处气-液两相的磨削液喷射模型,并对喷嘴的喷射参数进行仿真与计算。通过比较不同喷射速度、喷射方位和喷射角度对磨削液流场的质量流量的影响,以及它们对喷射过程中磨削液在整个磨削区的体积分数的影响,来确定合理的喷嘴喷射方位。最后通过磨削液喷射角度对工件表面完整性影响的试验研究,为确定相对合适的喷嘴方位提供试验依据,验证磨削加工过程中磨削液供给参数选择的合理性。     

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.     

柴油机喷嘴结构对喷雾特性影响的耦合模拟研究

高压共轨系统能有效地改善柴油机的喷雾质量,但随着燃油喷射压力的增加,燃油雾化过程变得更加复杂。而喷嘴内部湍流和空穴现象对喷雾雾化有重要的影响,特别是空穴现象。利用同步辐射X射线同轴相衬成像技术准确获得喷嘴几何结构尺寸,建立精确的喷嘴内部流动模型,建立起耦合喷嘴内空穴流动的耦合喷雾模型,分析喷嘴内空穴流动对燃油喷射雾化的影响。利用在高压共轨喷雾试验台架上的高压喷雾试验,验证该喷雾模型的准确性。利用该验证后的喷雾模型直接得到喷嘴结构参数,包括喷孔长径比、喷孔入口圆角半径及喷嘴压力室结构对喷雾特性的影响,得出喷孔入口圆角半径和压力室结构对喷雾的索特平均直径有较大的影响。研究结果为柴油机燃油喷射系统的优化提供了理论依据。     

高压水除鳞喷嘴结构参数对喷嘴射流性能的影响

为了进一步研究高压水除鳞喷嘴的射流性能,优化喷嘴的结构参数,选取出口扩张角、锥孔深度、入口收缩角作为参考因素,以喷射角和射流流量作为评价指标,对喷嘴各参考因素对射流性能的影响进行了仿真分析。结合正交试验的方法,对喷嘴各结构参数及其交互作用对其性能影响的显著性及重要性次序进行分析,获得最优的参数组合并对其进行了实验验证。结果表明：出口扩张角的增大会使喷射角减小但会使射流流量增加,锥孔深度的增加可以较为全面地提升喷嘴的射流性能,收缩角的增大会使得喷嘴的射流性能减弱,喷嘴的除鳞效果变差;3个参考因素中锥孔深度是对射流性能影响最大的因素;当出口扩张角为80°、锥孔深度为8 mm、入口收缩角为65°时喷嘴的射流性能最优。通过将参数优化后的喷嘴的实验结果与原始喷嘴的实验结果对比发现,优化后喷嘴的喷射角由原始值35.7°提升至44.1°,射流流量的大小由原始值10.17 L/min提升至28.3 L/min。     

结合水下注气系统的高压水射流清洗技术的研究

为了有效扩大水下高压水射流清洗喷嘴的有效靶距,提出了一种结合水下注气系统的高压水射流清洗技术;设计了一套结合水下注气系统的高压水射流水下模拟实验装置,该装置通过水面高度控制和压力控制有效抑制了大流量水射流实验工况下的内部压力波动;计算并分析了在水深为10m的水下清洗过程中,喷嘴外环流内的气液比对射流流场的影响。分析结果表明,增大喷嘴外环流中的气液比,可以有效地增大射流的喷射速度,研究结果为水下清洗实际作业提供了理论依据。     

微滴喷射中喷嘴间距对微滴轨迹影响的研究

以某款压电阵列式喷头为研究对象,喷射液体材料选用呋喃树脂,研究微滴喷射中喷嘴间距对微滴喷射轨迹的影响规律。采用守恒水平集方法建立了微滴喷射多喷嘴的仿真模型,通过实验和仿真相结合的方法分析了实验驱动电压和仿真入口压强的关系,通过拟合公式法得出二者拟合关系式。数值模拟结果表明,在该阵列式喷头的喷射过程中,相邻液滴有相互靠近的趋势。喷嘴间距和液滴实际喷射轨迹与理想喷射轨迹之间偏移的距离阈值存在一定的线性关系。当喷嘴间距小于距离阈值时,液滴实际喷射轨迹几乎不受影响;而当喷嘴间距大于距离阈值时,液滴实际喷射轨迹会偏离理想喷射轨迹。     

自激振动空化射流振动分析试验

从提高喷射喷嘴的设计效率和射流冲蚀与清洗效率角度出发,在理论分析自激振动空化喷嘴工作原理的基础上,设计不同尺寸组合的风琴管自激振动空化喷嘴,测量风琴管自激振动空化喷嘴喷射时喷嘴及射靶的振动,通过对振动信号的比较分析,研究自激振动空化射流振动特性及频率特性。结果表明,自激振动空化喷嘴振动频域图中的高频成分是谐振腔内空化泡破裂撞击导致的高频振动,自激振动空化喷嘴振动频域图中存在调制频率,即喷嘴谐振腔内自激振动的谐振频率。实测值与理论计算值相符。给出风琴管自激振动空化喷嘴的主要结构参数喷嘴直径、谐振腔长对喷嘴产生自激振动空化效果的影响规律,得出给定试验系统中自激振动空化喷嘴的最佳结构参数。振动分析试验研究与仿真研究结果一致,为自激振动空化喷嘴的优化设计提供了有效方法。     

基于CFD的圆柱形喷嘴设计

喷嘴是流体最后通道,起到最后加减速,控制雾化度、出口速度、喷射射程的关键部件.用三维数值分析软件对影响喷嘴喷射性能的各个参数进行定量的模拟分析,通过计算得出喷嘴出口速度,最后比较各个不同结构的喷嘴出口流速来确定最佳的喷嘴结构形式.得出喷嘴在收缩角度为12°～14°,喷嘴出口端与入口端直径比在0.5～0.6,出口整流段长...     

某型高压共轨柴油机喷油嘴内部流动特性仿真分析

利用专业软件AVL-FIRE建立TBD234高压共轨大功率柴油机喷油器喷嘴内部流动的仿真计算模型,研究了共轨大功率柴油机喷油器主要结构参数（包括孔径与孔数、喷射夹角）对燃油在喷嘴内部流动的影响,并分析了产生影响的原因.     

冷轧机润滑冷却喷嘴布置分析

通过分析单个喷嘴喷射效果的影响因素,阐明冷轧机冷却润滑装置中单排喷嘴布置原则。并通过某轧机一根工作辊喷射梁喷嘴实际工况模拟,验证轧机喷射梁喷嘴布置原则的正确性。     

新型高压除鳞喷嘴性能监测系统的设计与开发

针对高压除鳞喷嘴性能测试实验台,采用VC 技术开发了除鳞喷嘴性能监测系统.该系统控制水压系统里电动调节阀平稳开启,实现二维控制平台的"之"形运动.采集了系统流量、压力等系统特性,求取了喷射打击力、喷射角、打击面积等喷嘴特性.喷嘴性能测试系统给设计人员提供了喷嘴性能资料,同时给厂家提供了喷嘴安装与布局依据.     

共轨系统参数对柴油机雾化特性影响的研究

为了研究共轨系统参数对柴油机缸内喷嘴喷雾场的影响情况,首先建立喷嘴和高压容器计算网格,然后利用FIRE软件对共轨柴油机的喷嘴喷雾场进行三维瞬态数值模拟,仿真研究共轨系统参数对油滴索特平均直径和喷雾贯穿距的影响规律。最后,建立燃油喷射特性试验系统,将试验结果与仿真结果进行比较分析。     

新型高压除鳞啧嘴性能监测系统的设计与开发

针对高压除鳞喷嘴性能测试实验台，采用VC＋＋技术开发了除鳞喷嘴性能监测系统。该系统控制水压系统里电动调节阀平稳开启，实现二维控制平台的“之”形运动。采集了系统流量、压力等系统特性，求取了喷射打击力、喷射角、打击面积等喷嘴特性。喷嘴性能测试系统给设计人员提供了喷嘴性能资料，同时给厂家提供了喷嘴安装与布局依据。     

自激振动空化射流打击力实验

设计了不同尺寸组合的风琴管自激振动空化喷嘴,测量了风琴管自激振动空化喷嘴喷射时射流对射靶打击力,通过对射流打击力的比较分析,研究了自激振动空化射流的力学特性,发现了自激振动空化射流对射靶打击力频域图中存在与自激振动空化喷嘴振动频域图中相应的调制频率,即自激振动空化喷嘴谐振腔内自激振动的谐振频率,实测值与理论计算值相符,并研究了风琴管自激振动空化喷嘴结构参数对喷嘴产生自激振动空化效果的影响规律,得出喷嘴的最佳结构参数,为自激振动空化喷嘴的优化设计提供了参考。     

围压下磨料射流套管开孔形状和时间参数试验研究

水力喷射径向水平井和水力喷射分段压裂技术可为低渗透等难动用油气藏提供两种经济高效的开采途径,应用高压磨料射流喷射进行套管开孔是其中关键技术.在分析了磨料射流工作机理的基础上,采用专门的围压装置及相应的试验台架,对磨料射流在围压下射穿套管的形状和时间参数进行了试验研究.着重研究了喷嘴压降、围压、喷距和喷嘴直径对射穿套管时间的影响,得出以下结论:随着喷嘴压降的增大,射穿套管时间缩短;随着围压的增大,射穿套管的时间延长;随着喷射距离的增大,射穿套管的时间延长;随着喷嘴直径的增大,射穿套管时间缩短.在本试验条件下,磨料射流射穿套管的孔径在10～14mm,射穿时间在18～330s范围内.     

几种异形喷嘴喷射的液气射流泵性能试验研究

液气射流泵常作为一种射流混合设备而广泛应用,为适应不同喷射需要以形成不同的两相混合特性,本文研究了几种异形喷嘴情况下液气射流泵的水力性能,并与当量面积圆形喷嘴喷射情况对比。固定喉管长度及内径不变,更换3种当量面积比的喷嘴进行性能试验,结果表明:对于吸入室形成一定的真空度,圆形喷嘴形式喷射与异形喷嘴喷射比较,需要的工作压力较低。异形喷嘴在较大面积比时,形成的液气射流泵最大气液比大于圆形喷嘴,从射流发散碎裂分析,异形喷嘴能减小喉管长度,本文结论为液气射流泵内气液混合的应用提供了新的射流方法。     

锥直形喷嘴喷射角度对钻杆清洗质量的影响研究

钻杆清洗是钻杆探伤检测与修复工艺之前的一道重要工序。为指导机械自动化钻杆清洗装置中设置最优的喷嘴喷射角度,以获得最佳的钻杆清洗质量,研究了喷嘴喷射角度对钻杆清洗质量的影响,选定锥直形喷嘴在初始条件和边界条件相同的情况下,使用FLUENT对锥直形喷嘴纯水射流外部流场进行了数值模拟分析。结果表明:当喷射角度为60°时,高压水射流冲击壁面中心区域具有更大的冲击力,且沿着水射流下游方向压力能更高,有利于携带污垢冲洗壁面以提高钻杆清洗质量。     

除尘喷嘴的优化设计与试验

通过分析空气雾化喷嘴除尘原理和喷嘴结构以及结合旧喷嘴试验数据,对喷嘴进行了优化设计。完成了新、旧喷嘴除尘对比试验,得出改进型喷嘴在喷射面积和除尘能力方面优于原喷嘴的结论。为该喷嘴的应用提供了理论依据和基础数据。