基于ANSYS温室喷嘴流场分析及结构优化

发布时间：2020-11-16 05:29

　　 喷嘴在喷雾装置中有十分重要的作用,其性能的好坏,对雾化系统的雾化质量有很大影响。本文对温室密闭空间内的液力式喷嘴进行研究。目前对植保喷嘴的设计理论还不成熟,传统的喷嘴参数结构优化方法,耗费大量的资源和时间。本文应用ANSYS软件对喷嘴内部流场和外部雾化场进行模拟研究,获得喷嘴内部流场的速度、压力分布云图和曲线,利用FLUENT多相流模型和离散相模型模拟喷嘴二维雾化场形状和雾滴雾化过程。同时,改变喷嘴的入口形状、孔径大小和出口锥角,进行对比模拟分析,和试验结果进行了比较。将喷嘴的入口形状进行优化且试制加工喷嘴,对喷嘴进行了雾化性能测试试验,尤其测试其沉降面积。改进后喷嘴的雾化沉降面积显著提高,本论文为今后喷嘴设计提供了基本的研究方法和理论依据。
【学位单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S49
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 课题研究背景
    1.2 喷雾数值仿真国内外研究现状
        1.2.1 喷雾数值仿真国外现状
        1.2.2 喷雾数值模拟国内现状
    1.3 存在的主要问题
    1.4 选题意义
    1.5 研究的主要内容和路线
        1.5.1 研究的主要内容
        1.5.2 研究路线
2 雾化机理的理论分析
    2.1 液体雾化破碎机理
    2.2 射流破碎
    2.3 液膜破碎
    2.4 液体雾化方式
    2.5 液力式喷嘴雾化破碎机理
    2.6 雾化特性
        2.6.1 雾滴尺寸
        2.6.2 雾滴尺寸分布
        2.6.3 喷雾锥角
3 喷嘴的分类
    3.1 气动式喷嘴
    3.2 振动式喷嘴
    3.3 液力式喷嘴
4 试验设备及流程
    4.1 试验设备
        4.1.1 3WZ-25动力喷雾机
        4.1.2 试验喷嘴
        4.1.3 Winner318分体式喷雾激光粒度仪
        4.1.4 变压器及电子天平和烧杯
    4.2 试验流程
5 试验参数的确定
    5.1 喷嘴实际流量测定及结果分析
        5.1.1 实际流量测定试验
        5.1.2 实际流量结果分析
    5.2 雾化角
        5.2.1 雾化角定义
        5.2.2 雾化角的测量
        5.2.3 试验结果及分析
    5.3 雾滴平均直径
6 喷嘴流场数值模拟
    6.1 ANSYS软件介绍
        6.1.1 求解步骤
    6.2 喷嘴内部流场数值模拟
        6.2.1 建立喷嘴几何模型
        6.2.2 计算网格化分
        6.2.3 边界条件设定
        6.2.4 流场数学模型建立
    6.3 内部流场计算结果与分析
        6.3.1 压力场分析
        6.3.2 速度场分析
    6.4 喷嘴外部流场数值模拟
        6.4.1 喷嘴外部流场网格划分
        6.4.2 计算方法
        6.4.3 边界条件
    6.5 外部流场计算结果与分析
        6.5.1 雾化场速度仿真与分析
        6.5.2 雾化场离散相模型（DPM）分析
7 雾化喷嘴结构优化
    7.1 优化结构参数设计
    7.2 不同喷嘴优化模拟分析
8 试制喷嘴验证试验
    8.1 试制喷嘴结构
    8.2 试制喷嘴沉降面积测试
    8.3 沉降面积试验结果及分析
    8.4 雾化角试验结果及分析
    8.5 实际流量试验结果及分析
9 结论与展望
    9.1 结论
    9.2 展望
致谢
参考文献
作者简介

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1 郝磊;基于ANSYS温室喷嘴流场分析及结构优化[D];内蒙古农业大学;2016年

本文编号：2885674