压力对喷嘴雾化特性影响的数值模拟

雾化特性是影响喷雾冷却效果的重要因素之一。基于DPM模型,采用数值模拟方法分析液滴速度、直径和雾化液滴数量通量与压力之间的关系。模拟结果表明:工作压力较高时,液滴在计算域内平均停留时间短,速度越大;同一压力条件下,液滴速度主要集中于一定范围之间。液滴直径SMD、VMD及NMD均随压力增大而减小,且其减小的趋势逐渐变缓。液滴数量通量与流量成正比,且与液滴直径呈三次方关系,有益于液滴在指定位置分布更加均匀,雾化效果更好。研究结果得到了压力对于喷嘴雾化的影响规律,为喷雾压力的设定和喷雾效果的优化提供了理论依据。     

低压燃油雾化喷嘴流动能量损失特性数值研究

建立了描述燃油在有渐扩切向槽的低压燃油喷嘴内的三维流动数学模型,采用SIMPLE算法进行计算,探讨低压下这种喷嘴的流动阻力特性,并采用试验方法研究了低压下油的雾化特性,以确定优化的燃油雾化喷嘴的结构特性。结果表明：在θ= 6o左右时,燃油雾化喷嘴出口流体的回流卷吸作用消失;在低压下(p0=0.8 Mpa),当燃油雾化喷嘴的结构特征为n=3～4,L≤2.5,θ=5o~6o,a/b=1.2和Rx/rb≥2.5时,能量损失达到最小,喷嘴压降达到最低;结构优化的燃油雾化喷嘴在低压下可保持良好的雾化质量。研究得到的燃油雾化喷嘴可用于火电厂、化工及建材等燃烧动力装置的燃烧点火及助燃等。     

气旋耦合喷嘴喷雾特性研究

对一种气旋耦合喷嘴喷雾特性进行了试验研究,分析总结了气液比及液相压力对其喷雾特性的影响规律。试验中使用水为工质,利用工业相机对其液雾进行拍摄并利用MATLAB进行图像处理,获得喷雾锥角,利用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对雾化粒径进行测量。研究表明,在液相压力一定时,随着气液比增加,平行于预膜片方向喷雾锥角几乎不受影响,垂直于预膜片方向喷雾锥角先增大后略有减小;增加液相压力,平行于预膜片方向喷雾锥角增大,垂直于预膜片方向喷雾锥角最大值和其对应的气液比减小;气旋耦合喷嘴雾化粒径沿径向分布规律为中间雾化粒径较小向两侧逐渐增大;雾化粒径在液相压力较低时受气液比影响大,随着液相压力增加受气液比影响减小。     

旋流片对喷嘴流场特性影响的数值研究

以水为流体介质,建立了旋流喷嘴的计算流体动力学模型.通过调整旋流喷嘴旋流片的螺旋升角和通流面积等结构参数,对喷嘴雾化的压力、速度场进行计算,推导了喷嘴的雾化角,从而研究旋流片对喷嘴流场特性的影响.将数值模拟的结果与试验结果进行对比,两者基本吻合.验证了数值计算方法的正确性,对旋流喷嘴的设计具有指导意义.     

压力旋流喷嘴喷雾冷却热传递特性数值模拟

雾化形成液膜的传热系数与厚度是决定喷雾冷却效果的重要因素。采用数值模拟方法,基于加热壁面上的液膜厚度、传热系数与温度分布三个角度,分析喷雾的压力、高度与倾斜角度对喷雾冷却传热特性的影响。结果表明:喷雾压力是影响换热效果重要的因素。相比于低压力工况,高压力工况时壁面上形成的液膜厚度小,壁面平均温度低,换热能力较强。压力工况越大,壁面温度下降程度越高。主要因为喷射压力提高后,液膜的运动速度加快,导致与空气之间的扰动作用加强,促进了液膜破碎和液滴的形成。改变高度使喷射到壁面的液滴密度程度不同,导致温度分布不均匀。研究还发现喷雾高度对换热影响存在一个最优值,H=6 mm时,换热效果最好。同样,改变倾斜角度导致壁面分为喷雾密集区跟稀疏区,换热效果区别大。喷雾倾角θ=30°时壁面换热效果最好且温度分布相对均匀。通过分析得到的变化规律为喷雾参数的设定和喷雾效果的优化提供了理论依据。     

中空压力旋流喷嘴内流场特性研究

针对切向进液的压力旋流喷嘴,利用实验测量结合数值模拟的方法研究其内流场特性.采用高速摄像仪跟踪记录并测量内部空气心和外部雾化锥角大小;采用LDV激光测试系统测量出口速度场.由此对比验证了VOF多相流模型、RNGк-ε湍流模型适用于此类旋流喷嘴数值模拟计算.随后分析得到喷嘴内部不同截面的压力场、密度场和速度场分布图;拟合准势流区和似固体区切向速度沿23mm截面半径变化关系式,所得结果对解释旋流喷嘴内部流场形态提供参考依据.     

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...     

嵌套旋流离心式雾化喷嘴流场特性分析

为了对航空发动机燃油喷嘴的流场特性进行研究从而对其雾化性能进行优化达到节能减排的目的。通过Solidworks软件对嵌套旋流离心式喷嘴进行了建模,利用Fluent软件使用流体容积法（VOF）对喷嘴的内流场及外流场进行数值模拟计算,并做了雾化性能测试实验证明了数值模拟计算的可靠性。结果表明,燃油流场与喷嘴结构呈现较强的相关性,无论是内流场还是外流场的各项物理特性均呈现特定的规律。可见对于喷嘴流场的研究为后期研究改变某些关键结构尺寸对喷嘴会产生哪些影响做好相关的流场分析技术指南,最终是为喷嘴的结构改进提供了相关参考。     

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。     

基于Fluent的采煤机喷雾嘴内流场数值模拟

为改善采煤机喷雾降尘效果,利用Pro/Engineer建立了喷嘴的三维模型,选用标准的k-ε湍流模型,通过计算流体动力学(CFD)仿真软件Fluent对喷嘴内部流场进行了数值模拟。比较喷嘴在不同入口压力参数及不同内部结构参数下的内流场情况,明确了参数变化与其内部流场的关系,对采煤机喷嘴结构的优化设计有一定的参考价值。     

喷嘴雾化流场数值仿真及结构改进研究

针对空气喷嘴形状对雾化性能影响的问题,对不同扇面结构参数下的空气喷嘴的雾化性能进行了研究,对空气喷嘴结构参数与雾化流场之间的规律进行了归纳,提出了一种空气喷嘴的结构模型,基于雷诺N-S方程与标准K-ε湍流模型以及标准壁面函数法,采用CFD方法对不同扇面孔数量及不同扇面锥角下的空气喷嘴的雾化性能进行了数值仿真,分析了空气喷嘴不同扇面参数的改变对雾化性能的影响,并通过搭建喷枪台架实验,对优选的结构模型进行了实验验证。研究结果表明,仿真结果与实验数据基本符合要求,改进后的空气喷嘴雾化性能得到了改善,为今后空气喷嘴结构的优化设计提供了一定的参考。     

喷油嘴喷孔角度变换计算及误差分析

利用立体几何与三角函数进行坐标变换,推导出由喷油嘴喷孔设计角度变换为加工、测量角度计算的一般公式,再用全微分法推导出加工误差的求解公式,并用极限偏差计算法加以验证和举例应用,其结果基本上一致.该计算方法容易掌握,适用于各种长型喷油嘴喷孔的计算.     

离心式喷嘴制造误差对其雾化的影响研究

一旦离心式喷嘴结构尺寸和工作条件被确定下来,喷嘴的制造误差则成为影响喷嘴特性及雾化质量的主要因素。以喷嘴典型制造误差为研究对象,利用FLUENT软件,基于VOF(Volume of fluid)方法对喷嘴流场进行三维数值模拟。通过对计算结果的分析,得出了制造误差对喷嘴流量以及雾化角的影响规律,为喷嘴制造工艺优化和关键过程控制提供参考。     

Numerical simulation of fluid flow and heat transfer in a plasma spray gun

A computational fluid dynamics (CFD) simulation for analyzing fluid flow patterns in a plasma spray gun is presented in this study. It is coupled with a heat transfer simulation of the plasma spray gun. Based on CFD and heat transfer theory, the numerical model of the nozzle in the plasma spray gun is developed, and the coupled simulation of the flow fluid and heat transfer is carried out with the semi-implicit method for pressure-linked equations (SIMPLE) method. Local turbulence, which will lead to appearance of a static-water region, is found at the front corner of the cooling channel in the nozzle. The locations insufficiently cooled are found in the wall near the heat source and in the gasket in the rear of the nozzle. Then, cooling processes with different parameters of cooling water are analyzed. The optimal velocity and direction of cooling water, which efficiently cool the nozzle and improve the service life of the plasma jet, are obtained .     

大型储罐清洗喷嘴的数值模拟研究

针对石油储罐机械清洗过程中射流发散严重、有效靶距过短、清洗效果差的问题,现将一种含中心体式喷嘴应用到储罐清洗中。运用Fluent软件对含中心体的储罐清洗喷嘴内外流场进行了数值模拟仿真,过程中选用K-ε紊流模型和SIMPLEC算法进行了数值计算,采用Mixture多相流模型和非结构化网格对含中心体喷嘴和圆柱形喷嘴进行了对比模拟评价。研究结果表明,含中心体喷嘴沿射流方向的轴心速度逐渐增大,射流在计算域内未发散,有效靶距得到了提高。相比于圆柱形喷嘴,含中心体的喷嘴出口截面射流半径缩小了13.7%,聚束性得到了提高,打击力得到了更好的保持,因而能更好地满足大型储罐清洗的要求。     

基于Dynaform的圆筒拉深件数值模拟

以Dynaform为模拟分析平台,对典型圆筒件拉深成形过程进行了模拟。用正交实验的方法评定了压边力、冲压速度、凸凹模间隙三个因素对零件成形质量的影响,并得到一组优化的参数值。圆筒件拉深成形相关参数的最优值压边力为20kN,冲压速度为2000mm/s,凸凹模间隙为1.1mm。     

外凸台内齿圈件成形过程数值模拟效率影响因素正交试验分析

采用刚黏塑性有限元法对外凸台内齿圈件精密成形过程进行了数值模拟,通过正交试验法研究了各因素对成形力的影响,找到了影响数值模拟效率的规律,研究结果有利于成形工艺的优化设计,指导企业生产。     

二维超音速喷管设计仿真研究

采用特征线理论设计二维超音速喷管型线,目的是产生超声速气流,用于开展和超声速流动相关的实验研究。采用采用维托辛斯基曲线经验公式对喷管收缩段进行设计,分别采用圆弧加直线和Folsch解析法对扩张初始段和终止段进行设计,得到位流曲线,再结合附面层影响进行修正,最后运用Fluent软件进行仿真验证型线,结果表明喷管出口流速达到了设计马赫数要求且流场较为均匀。     

基于FLUENT的喷嘴挡板式电-气压力伺服阀的数值计算和试验研究

以一种单级喷嘴挡板式电-气压力伺服阀为研究对象,运用Fluent软件对其喷嘴挡板级内部流场进行数值计算,分析了不同喷嘴孔径大小对电-气压力伺服阀控制腔压力特性的影响,并结合试验对数值计算结果进行了验证,试验验证与数值计算结果较为一致,为喷嘴挡板式电-气压力伺服阀的工程设计提供了参考.