剪切型空化水射流喷嘴解离石墨颗粒的流场特性

发布时间：2021-04-08 18:41

　　为了研究剪切型空化水射流解离鳞片石墨过程中石墨颗粒流场特性,分别采用图像法和数值模拟研究了射流流场。利用高速摄像机研究获得的剪切型喷嘴的射流结构图像显示,在喷嘴出口位置产生大量气泡,出现典型的空化云结构,形成了稳定的空化水射流。利用FLUENT软件对剪切型空化水射流喷嘴解离鳞片石墨过程进行全流场数值模拟,多相流动模型选择欧拉模型,设置水为主项、石墨颗粒为次项,湍流模型选择k-ε模型,分析了喷嘴入口压力对石墨颗粒流场轴向速度、轴向动压强分布规律的影响。结果表明,石墨颗粒流场的轴向速度与轴向动压强的分布规律相同,均具有明显的轴对称性;轴心速度与轴心动压强的变化规律相同,在轴向位置坐标21 mm的扩散段处均达到最大值;轴向速度在喷嘴横截面上存在速度梯度,使石墨颗粒之间发生速度滑移,产生相互作用力,实现石墨颗粒的相互剥离。 

【文章来源】：黑龙江科技大学学报. 2020,30(01)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

剪切型喷嘴

射流空化实验系统如图1所示。该系统由水箱、过滤器、高压泵、压力表、溢流阀、高压管、喷嘴、空化箱、溢流管、收集箱、无频闪光源、高速摄像机、计算机等组成。水箱储存实验用水，水为普通自来水;过滤器滤去水中的尘埃、微粒、矿物质沉淀物等，减少对过流部件的磨损和腐蚀，延长各部件的使用寿命;高压泵为三柱塞清水泵，将水增压至工作压力，为射流空化实验提供连续稳定的压力用水;溢流阀用于调控实验用射流压力;喷嘴将水的压力能转换为动能，产生连续稳定的水射流，本次射流空化实验采用可视化对比实验法，利用的喷嘴分别为出口直径相等的出口带圆柱段圆锥收敛型喷嘴和圆锥收敛剪切型喷嘴(图2和图3)，进行射流空化效果对比。空化箱蓄水至溢流口的位置，为实验提供稳定的淹没环境，保持喷嘴所在位置的围压;无频闪光源产生高速摄像需要的光照强度和区域;高速摄像机为IDT Y4-S3型高速摄像机，用于水射流结构动态捕捉。图2 圆锥收敛型喷嘴

圆锥收敛型喷嘴

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3126056