离型剂喷涂喷嘴雾化特性与结构研究

发布时间：2017-10-24 10:28

  本文关键词：离型剂喷涂喷嘴雾化特性与结构研究

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【摘要】：离型剂喷涂是压铸件压铸前预处理过程中的关键步骤之一,离型剂喷涂成膜质量很大程度上依赖于喷涂喷嘴对离型剂的雾化质量。本文的目标是对离型剂雾化喷涂喷嘴进行结构改进,以此为背景展开喷嘴雾化技术的研究,并探究工作参数的变化对喷雾性能的影响规律。通过以上的研究,可以给喷嘴的设计,提供一些有用的方法和建议。本文主要包括以下内容：1)建立了喷嘴喷涂气体流场和气液两相流场的几何模型和数学模型,仿真计算了不同雾化气压力和液体流量条件下喷嘴喷涂气体流场和喷雾场的变化情况,在此基础上分析影响喷嘴雾化特性的主要因素。2)针对气力式雾化喷嘴的液膜破碎过程建立了简化数学模型,在此基础上分析了影响喷涂雾化特性的主要因素：气液相对速度和气液出口夹角。参考维多辛斯基曲线对喷嘴的雾化气体流道进行了结构改进,并增加了气液出口交角,仿真结果与理论分析一致。3)为了验证仿真结论,设计并搭建了离型剂喷嘴喷涂试验台,对不同气液交角和缩进距离的喷嘴在不同喷涂压力下的雾化特性进行了试验研究,最终确定的#2-2型号喷嘴(气液交角20°、喷嘴缩进距离1mm)压力流量特性稳定,喷雾锥角比原来的喷嘴增大了约4°,雾化能力提高了近10%。雾滴分布也更加均匀。
【关键词】：离型剂喷涂 雾化特性 结构改进 试验台
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG249.2
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-19
• 1.1 课题研究背景与意义7-8
• 1.2 喷嘴及雾化技术的发展现状分析8-12
• 1.3 喷雾特性的评价指标12-16
• 1.4 喷雾特性的研究方法16-17
• 1.4.1 数值计算方法16-17
• 1.4.2 实验测量方法17
• 1.5 课题的研究目标和主要研究内容17-18
• 1.6 本章小结18-19
• 2 喷雾场的数值模拟与分析19-36
• 2.1 喷嘴的基本结构和工作原理19-20
• 2.2 雾化数学模型的建立20-23
• 2.2.1 基本控制方程20-21
• 2.2.2 湍流方程21
• 2.2.3 离散相的控制方程21-22
• 2.2.4 连续相和离散相的耦合22-23
• 2.3 网格模型23-25
• 2.3.1 设定控制域23-24
• 2.3.2 网格划分24-25
• 2.4 喷雾模型的建立与初始条件设定25-27
• 2.4.1 喷雾模型的建立25-26
• 2.4.2 仿真方法26
• 2.4.3 FLUENT中的基本参数设置26-27
• 2.5 喷嘴气相流场数值模拟27-31
• 2.5.1 雾化压力对速度场的影响27-30
• 2.5.2 喷嘴内部压力分布30-31
• 2.6 喷嘴气液两相流场数值模拟31-35
• 2.6.1 喷嘴的喷雾场31-32
• 2.6.2 雾化压力对雾化特性的影响32-34
• 2.6.3 液体流量对雾化特性的影响34-35
• 2.7 本章小结35-36
• 3 喷嘴结构改进及分析36-45
• 3.1 喷嘴的改进目标36
• 3.2 结构改进的方法36-40
• 3.3 喷嘴结构改进前后的仿真结果对比40-41
• 3.4 气液交角对雾化性能的影响41-44
• 3.5 本章小结44-45
• 4 喷嘴性能的试验研究45-61
• 4.1 试验系统的设计和实现45-49
• 4.1.1 离型剂雾化喷嘴的工作原理45-46
• 4.1.2 试验系统设计46-49
• 4.1.3 雾化角测量系统49
• 4.2 试验内容及步骤49-51
• 4.2.1 试验前准备50
• 4.2.2 试验内容及步骤50-51
• 4.3 喷嘴性能的试验研究51-56
• 4.3.1 验证水代替离型剂的合理性51
• 4.3.2 喷嘴出口气液交角对雾化性能的影响51-54
• 4.3.3 喷嘴出口缩进距离对雾化性能的影响54-56
• 4.4 喷嘴结构改进前后的雾化性能比较56-58
• 4.5 喷嘴流量特性的稳定性试验58-60
• 4.6 本章小结60-61
• 5 总结与展望61-63
• 5.1 总结61-62
• 5.2 展望62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-67
• 附录67

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本文编号：1088349