小桐子油及其生物柴油在旋流喷嘴中雾化特性数值模拟

发布时间：2021-01-15 06:02

　　为了掌握入射压力对生物质燃油在旋流喷嘴中雾化特性的影响规律,在不同入射压力条件下,采用Fluent数值模拟的方法对小桐子油和小桐子生物柴油进行雾化过程模拟仿真研究。结果表明:使用的旋流雾化喷嘴比普通喷嘴对索特平均直径（D32）有更好的优化效果,内螺旋结构增强了雾化的湍流强度,使得气液两相混合及对雾化液滴的破碎效果更好;在等温条件下,不同入射压力对D32、雾化总表面积、雾化速度、雾化贯穿距影响较大。入射压力越大,D32越小;入射压力越大,雾化总表面积、雾化速度、雾化贯穿距越大。入射压力对D32的影响存在临界值,即小桐子油雾化入射压力达到0.8 MPa、小桐子生物柴油雾化入射压力达到0.7 MPa后,D32趋于稳定,不会随入射压力的增大继续减小;通过曲线拟合及雾滴粒径数量密度分析,得到了不同入射压力距离喷嘴不同位置处轴向D32变化的拟合方程及雾化液滴不同粒径数量密度分布情况。 

【文章来源】：中国油脂. 2020,45(10)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

旋流喷嘴剖面图

对于螺旋喷嘴外部流场网格划分采用六面体网格，对流场入口附近及流场中心的网格进行加密，在其他条件相同的情况下，对不同疏密的网格进行计算发现:当模型网格总单元数为47万～56万时，计算结果D32随单元数的不同有着明显变化;当模型网格总单元数为57万～65万时，计算结果D32基本不随单元数的增加而变化。最终取网格数量为575 340个，如图2所示。2 模拟结果及分析

由图3可知，采用旋流喷嘴比普通喷嘴的雾化效果更好，普通喷嘴的雾化液滴D32范围为110～250μm，本模拟采用的旋流喷嘴的雾化液滴D32范围为40～130μm，雾化液滴D32优化较好的原因如图4所示。由图4中单个图可知，当气液两相流刚刚喷出喷嘴极短的时间内，由于气相和液相剧烈的混合作用，D32波动较大，因为该模拟使用的是内螺纹结构的喷嘴，在螺纹结构内由于螺纹结构对流体施加的剪切应力作用，增加了流体的切向速度，减弱了流体的轴向速度，同时由于流体的惯性较大，会在螺纹结构内停留较长时间，使得流体速度有充分时间发展，由此说明内螺纹结构的喷嘴在气液两相喷出喷嘴的极短时间内混合程度非常剧烈，湍流程度增强，混合效果较好;由图4中8幅图综合分析可知，随着雾化入射压力的升高，其D32波动更为剧烈，说明雾化入射压力的升高，有助于气液两相的混合，体现在气相对液相的破碎作用及液滴之间高速碰撞的破碎作用相互叠加效应，即对液滴的雾化破碎优化效果更好，D32更小。2.2 雾化总表面积

【参考文献】：
期刊论文
[1]压力旋流喷嘴雾化特性数值模拟[J]. 石佚捷,刘荣华,王鹏飞,王健,田畅.  工业安全与环保. 2019(06)
[2]地沟油生物柴油在旋流喷嘴中的雾化实验及模拟[J]. 张逸水,王霜,李法社.  过程工程学报. 2019(05)
[3]基于马尔文激光粒度分析仪的生物质燃油雾化特性研究[J]. 田仲富,王述洋,曹有为.  安徽农业科学. 2013(32)

硕士论文
[1]旋流喷嘴雾化特性的仿真与实验研究[D]. 张光通.燕山大学 2016



本文编号：2978378