旋流式实心喷嘴流动与喷淋特性实验研究

发布时间：2020-06-09 09:57

【摘要】：横管降膜蒸发器是低温多效海水淡化技术中的关键性设备,而离心式实心喷嘴是该蒸发器常用的布液设备,其布液均匀性直接关系到蒸发器的工作效率和稳定性。本文对某种实心喷嘴的内外部流场进行实验研究,探索入口压力与流体流动参数和特性的对应关系、喷嘴内外部流场之间的影响规律以及双喷嘴干涉下的喷淋密度分布特征,主要研究工作包括以下几个方面:(1)在查阅大量国内外文献、了解离心式喷嘴实验研究内容和进展的基础上,以创新和契合实际工程应用为原则,确定本文的研究内容和实验方案。以满足本次实验研究内容和未来具有进一步完善功能的空间为原则自行设计搭建喷淋实验平台。(2)根据相似性原理,制作可视化实心喷嘴。对该喷嘴入口压力与流量、喷淋锥角、喷淋密度等喷淋参数进行实验研究;建立内外部流场之间的统一规律;分析喷嘴结构和入口压力对喷淋特性的影响。实验表明,当入口压力增加时,喷嘴流量也相应增大,但增长幅度趋于缓慢。喷淋锥角先增大,之后受扩张段角度的限制而不再发生变化。入口压力越大,喷嘴从开始工作到喷淋稳定所需要的时间越短。各位置喷淋密度大小不一,喷淋密度随入口压力的增加而增加,但不同位置增长幅度不同,中心处和边缘区喷淋密度较低,而在偏离中心附近则较高。喷嘴会卷吸空气,在不同压力下形成具有不同形状特征的空气流场,喷淋密度分布不均与空气锥流场存在一定关系。(3)根据“削峰填谷”原则,对相对排列布置的双喷嘴在两种距离、多个入口压力工况下的喷淋密度分布进行实验研究和理论分析。结果表明两喷嘴干涉下喷淋密度的分布规律与单喷嘴喷淋有很大不同。通过喷嘴干涉,可以在很大程度上改善单喷嘴喷淋的不均匀性,喷淋密度分布很好地沿中心对称。在两种距离下,提高入口压力均可以提高喷淋均匀度,而改变两喷嘴间的距离也会对喷淋均匀性有所变化。综上所述,本文对旋流式实心喷嘴所开展的实验研究和理论分析,捕捉到喷嘴内部气液两相流场形态特征,了解了喷嘴几何结构和入口压力对喷淋特性的影响结果,获得了喷嘴特性参数之间的关系和外部喷淋密度分布规律,以及双喷嘴干涉在不同工况下的喷淋密度分布规律,对合理排列多喷嘴布液器,提高横管降膜蒸发器工作性能和稳定性提供一定的数据支持和理论指导。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P747

【参考文献】