内混式空气雾化液体碎裂模型研究及验证

发布时间：2023-05-21 23:32

　　内混式空气雾化过程复杂,无法对其一次雾化过程特征参数进行直接测量,因而对其碎裂过程缺乏系统完善的结论。以工业中常用的内混式空气雾化喷嘴为载体,本文主要进行一次雾化液体碎裂过程模型研究。首先对比分析现有液膜模型、一次雾化过程模型的优劣,根据实际雾化过程进行模型优化;然后将优化结果作为二次雾化过程模拟的输入参数,对二次雾化过程采用仿真方法进行研究;最终将模型计算结果、仿真分析结果与试验结果进行对比。为了验证所建立模型的有效性,本文进行了近喷口处液体碎裂形态、喷雾锥角、近喷口处和轴向15cm处喷雾粒径和尺寸分布的试验研究,得到了重复性较好的试验结果,证实随ALR增大,液体碎裂长度缩短,碎裂过程越发迅速;所得喷雾锥角先增大后减小;所得液滴粒径随之减小,雾化效果变好。与试验结果对比后,发现以等熵过程为基础的环膜模型能更好预测内混式空气雾化过程中液膜厚度的特征;优化后的表面波模型、辫状模型和Takeshi模型可以有效预测一次碎裂液滴SMD,其中以可压缩环境下环状射流稳定性理论为基础的表面波模型能更准确预测一次碎裂后雾场液滴的SMD;大ALR条件下,以本文碎裂模型计算所得SMD为初始参数值,可使FL...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 内混式空气雾化技术概述
        1.2.1 内混式空气雾化简介
        1.2.2 内混式空气雾化机理
    1.3 内混式空气雾化国内外研究现状
    1.4 液体碎裂模型简介
    1.5 主要研究内容
第二章 内混式空气雾化试验研究平台
    2.1 喷雾系统平台介绍
        2.1.1 气液供给系统
        2.1.2 喷射系统
        2.1.3 液体碎裂特性及锥角测量系统
        2.1.4 粒径尺寸及分布特性测量系统
    2.2 试验工况点的确定
    2.3 图像处理简介
    2.4 本章小结
第三章 内混式空气雾化二次雾化模拟平台
    3.1 仿真平台
    3.2 湍流模型
    3.3 二次雾化模型概述
        3.3.1 二次碎裂模型
        3.3.2 碰撞聚合模型
    3.4 CFD建模及计算概述
        3.4.1 模型及网格介绍
        3.4.2 求解模型及边界条件
    3.5 本章小结
第四章 内混式空气雾化一次雾化过程建模分析
    4.1 孔内环状液膜模型建立
        4.1.1 液膜物理模型介绍
        4.1.2 喷孔内环状液膜物理模型选择及优化
    4.2 一次碎裂模型建立
        4.2.1 一次碎裂模型介绍
        4.2.2 一次碎裂模型优化
    4.3 本章小结
第五章 液体碎裂过程模型的验证及分析
    5.1 试验结果分析
        5.1.1 喷雾碎裂形态试验研究
        5.1.2 喷雾锥角试验研究
        5.1.3 喷雾粒径及分布试验研究
    5.2 液体碎裂过程模型验证
        5.2.1 液膜物理模型验证
        5.2.2 一次碎裂模型验证
        5.2.3 二次雾化模型验证
    5.3 本章小结
总结与展望
    全文工作总结
    工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文
致谢



本文编号：3821620