内混式空气雾化喷嘴内部两相流特性数值模拟研究

发布时间：2020-05-12 00:33

【摘要】：内混式空气雾化喷嘴结构简单、不易堵塞,液体碎裂彻底获得比单相喷射雾化更好的雾化效果。因此,在工业生产中有广泛应用。本文通过实验和数值模拟两种方法,对喷嘴内部流动过程进行分析研究。首先在长安大学汽车学院喷雾实验室搭建可视化喷雾试验平台,在选定的工况下,对不同物理模型进行模拟计算,经过与相同工况下的实验对比结果并结合各个物理模型的特点和应用范围,确定VOF多相流模型和SSTω湍流模型为本文数值模拟研究的物理模型。在几何结构对喷嘴内部流动特性的研究中,根据几何模型划分网格模型,设置物理模型中相关参数和计算工况。根据模拟结果分析了内置扰流板角度、喷孔长径比和气相入口与水平轴线夹角对喷嘴内部两相流流动影响。仿真结果发现,喷嘴内设置扰流板可以有效改善喷嘴内两相流流型分布,极大促进喷嘴内气液两相混合。气相入口夹角角度不仅可以改善两相流相互作用,还可以减小流体喷射过程中能量的损失,而长径比的改变对喷孔处两相流的促进作用有限,但结构简单,容易调整。在液相工质物性(粘度和表面张力)对喷嘴内部流动特性的研究中,发现液相粘度和表面张力对喷嘴内两相流流型分布无明显改善,而且液相工质物性的不同对两相流流型分布影响不大。
【图文】：

对雾化技术的改进和提高显得愈发重要。机这类动力机械都会涉及到燃料的喷射雾化问题，雾化会使得液后大的液滴会继续碎裂成更小的液滴，碎裂形成液滴的过程增加液体和气体接触的面积增大有利于燃烧效率的提高，由此可见液重要的研究价值和意义[4-5]。而单纯靠传统的理论研究的实验研究和科研研究要求，借助计算机技术对喷雾研究的现象已经日益广化技术研究简述力学理论水平的提高，对喷嘴的研究也更加深入。其中对直喷式雾化喷嘴[6-8]研究较多。见的喷嘴类型嘴如图 1.1 是高压液体经过小孔喷到外界完成雾化。主要应用于化性差。比较适用于小流量或高速气流的场合。

图 1.2 离心式喷嘴气雾化喷嘴靠空气与液体间较大的相对速度来完成雾化。对低压和高粘度工质的雾化效果，工作范围宽广。空气雾化喷嘴应用广泛，，但仍然存在雾化效率低大等不足。喷嘴的应用领域1)家庭生活:室内空气加湿器，以及空气杀菌、清洁器等。2)工业生产:雾化冷却及干燥、雾化加湿和金属冶炼等。3)农林业:农药喷洒以及果树和蔬菜除病虫害等。4)燃烧室:发动机、汽锅、燃油锅炉等燃料在燃烧室喷射雾化。5）其它用途:建筑行业、市政清扫、医药行业、消防、沥青雾化铺路等。两相流喷嘴简介混式空气雾化喷嘴是高压空气在喷嘴内部与燃油混合后喷出雾化的。如图 1.3高压油喷嘴，该喷嘴空气喷口为收缩状， 使空气与燃油的交角为 25o~30o以加
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK401

【参考文献】

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本文编号：2659323