矩形光液耦合喷嘴的流场特性分析

发布时间：2021-06-12 22:22

　　设计了用于紫外光诱导纳米颗粒胶体射流技术的多种矩形光液耦合喷嘴,基于仿真结果比较了棱柱矩形喷嘴与圆锥矩形喷嘴的射流速度分布曲线,分析了矩形出口长宽比系数θ对射流特性的影响以及矩形喷嘴冲击射流在工件表面的压力分布和速度分布特性。结果表明,棱柱矩形喷嘴的射流速度分布均匀,当长宽比系数θ大于0.075小于0.3时矩形喷嘴的射流性能最为优异,冲击射流时工件材料的去除区域主要集中在矩形出口的宽度方向。 

【文章来源】：制造业自动化. 2019,41(12)CSCD

【文章页数】：5 页

【图文】：

紫外光诱导纳米颗粒胶体射流加工系统示意图

根据光液耦合喷嘴的优化方案，设计了图2中的圆锥矩形喷嘴和棱柱矩形喷嘴，入水口分布在喷嘴两侧，减小了喷嘴的长度，缩短了紫外光穿过喷嘴作用到工件表面的距离。为了更好分析形状和尺寸的影响，设计了圆锥矩形喷嘴1和三个出口尺寸不同的棱柱矩形喷嘴，四个喷嘴的具体尺寸如表1所示。为了量化出口尺寸对射流特性的影响，引入了矩形长宽比系数θ，其表达式为如下：式中，W是矩形宽度，L是矩形长度，由式(1)可知长宽比系数θ是一个大于0而小于等于1的值。

选用锐钛矿型二氧化钛纳米胶体作为紫外光诱导纳米颗粒胶体射流加工抛光液，其主要粒径分布在10-30nm之间。对二氧化钛纳米颗粒进行表征检测，其电子显微镜（SEM）扫描结果显示如图3所示。配置的二氧化钛纳米胶体体积分数为15%，测定其在室温下（25℃）的密度为1150kg/m3，表观粘度变化曲线如图4所示。图4 锐钛矿型二氧化钛纳米颗粒胶体表观粘度曲线

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3226400