基于Fluent仿真的喷嘴雾化锥角的数值模拟
发布时间：2021-09-30 03:55
为了研究制丝加料雾化过程中料液流量、雾化压力、料液温度与雾化锥角之间的关系,通过搭建载料雾化试验平台,针对喷嘴雾化在卷烟生产中常用工况下进行了试验,得到在不同气体压力、不同料液流量和不同料液温度情况下雾化锥角的数据和变化情况,再通过用Workbench Fluent仿真软件模拟出相应工况下的雾化锥角,提高了测得的雾化锥角的可靠性和精度,为卷烟制丝加料过程中的喷嘴雾化提供了科学依据。
【文章来源】：农业装备与车辆工程. 2020,58(09)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
喷嘴雾化仿真图
第58卷第9期73雾化载料试验平台系统原理见图1所示。系统主要由5部分组成，分别是加料系统、雾化室、雾化供给系统、测量系统及废液收集装置等。本系统试验平台是经过测量某卷烟厂的生产设备后，进行一定比例的缩小制成，可以更精确地模拟实际生产中的雾化过程。系统工作原理是根据预先设定的条件精确地将一定温度和流量的料液通过加料系统输送至喷嘴（如图2所示），喷嘴再将料液雾化后均匀喷洒在雾化室内部，最后由废液收集装置进行废液收集后进行二次利用或集中处理。雾化过程如图3所示，主要由料液装置、外混式气液两相流喷嘴、参数调节装置、空气压缩机、高速摄像机、背光光源、管路等组成。其工作过程是通过设定好的工作参数，料液系统将一定温度和流量的料液通过管路输送至两相流喷嘴，料液经喷嘴内部结构流出到喷嘴的出口处，从喷嘴上部的进气口通入的高压气体经空气压缩机压缩后到达两相流喷嘴出口处，高速气流将料液雾化后均匀喷洒到雾化室内，此时由检测部分的高速摄像机进行实时拍摄并导入计算机，经过图像处理，得到料液的雾化锥角值。本次使用了大功率的激光光源，通电后经导光板形成背光，以满足高速摄像机拍摄到更清晰的雾化图像，如图4所示。1.2实验内容基于某卷烟厂在实际生产中的雾化工况，本文选取常用的工作参数，设定的料液温度为41~57℃，雾化空气喷射压力设置为0.18~0.38MPa，料液流量设为18~38kg/h，在上述工况下进行交叉试验。调整好喷嘴位置及角度，为了获得喷嘴轴向垂直面上的料液雾化状态，要先对这个拍摄的垂直面进行标记，确定好相机摆放的位置（如图4所示），使得相机正对喷嘴轴向的垂直面，通过标定焦距、拍摄标定尺寸等完成相机的准备，利用电脑端控制相机的具体参数，如快门、
椤?调整好喷嘴位置及角度，为了获得喷嘴轴向垂直面上的料液雾化状态，要先对这个拍摄的垂直面进行标记，确定好相机摆放的位置（如图4所示），使得相机正对喷嘴轴向的垂直面，通过标定焦距、拍摄标定尺寸等完成相机的准备，利用电脑端控制相机的具体参数，如快门、感光度、光圈等。然后根据预先设定的条件参数将一定温度的料液通过管路进入喷嘴，接着经空气压缩机压缩后由喷嘴将料液雾化喷出，雾化进行时利用计算机控制相机对雾化过程进行数据采集，图片资料导入计算机后进行后处理，得到不同工况下的雾化锥角，如图5所示。1.3试验方法试验中选用外混式气液两相流喷嘴，调整喷嘴角度及位置处于被测平面上，被压缩空气提供图2喷嘴Fig.2Spraynozzle图4高速相机位置Fig.4High-speedcameraposition图5试验拍摄的雾化锥角Fig.5Testshotofatomizingconeangle图1试验平台系统原理图Fig.1Schematicdiagramoftestplatformsystem雾化供给系统测量系统加料系统闸阀减压阀节流阀气路流量计空气压缩机加温系统压力传感器控制系统相机温度计雾化室雾化室废液喷嘴压力表温度传感器排气阀加温系统排液阀液位计闸阀料液减压阀单向节流阀液路位移传感器节流阀流量计温度计压力传感器图3雾化试验装置示意图Fig.3Schematicdiagramofatomizationtestdevice背光空气光源压缩机料液装置参数调节喷嘴雾化室被测平面计算机高速相机PLC触摸屏赵丰等：基于Fluent仿真的喷嘴雾化锥角的数值模拟
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ANSYS雾化喷嘴流场分析及参数优化[J]. 郝磊,高雄,陈铁英,王海超. 农机化研究. 2016(08)
[2]基于图像处理的烟片加料均匀性评价方法[J]. 郑飞,李媛,刘德强,张大波. 烟草科技. 2015(11)
[3]外混式含盐废液喷枪雾化性能实验研究[J]. 罗秀朋,肖难,蒋巍. 石油化工设备. 2015(04)
[4]基于近红外光谱的卷烟加料均匀性检测[J]. 于海洋,丁超,王宇,郜明. 农业工程. 2014(01)
[5]卷烟制丝加料工序均匀性的评价与控制[J]. 廖惠云,张映,郝喜良. 烟草科技. 2008(08)
[6]旋涡压力喷嘴的雾化特性[J]. 汪铁林,周玉新,伍沅. 化学工程与装备. 2008(02)
[7]喷嘴雾化技术进展[J]. 田春霞,仇性启,崔运静. 工业加热. 2005(04)
[8]中式卷烟加工工艺技术探讨[J]. 罗登山,姚光明,刘朝贤. 烟草科技. 2005(05)
[9]喷雾学研究的国际进展[J]. 曹建明. 长安大学学报(自然科学版). 2005(01)
硕士论文
[1]基于数字图像处理的烟叶加料均匀性检测系统的研究[D]. 周旭锋.南京理工大学 2009
本文编号：3415076
【文章来源】：农业装备与车辆工程. 2020,58(09)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
喷嘴雾化仿真图
第58卷第9期73雾化载料试验平台系统原理见图1所示。系统主要由5部分组成，分别是加料系统、雾化室、雾化供给系统、测量系统及废液收集装置等。本系统试验平台是经过测量某卷烟厂的生产设备后，进行一定比例的缩小制成，可以更精确地模拟实际生产中的雾化过程。系统工作原理是根据预先设定的条件精确地将一定温度和流量的料液通过加料系统输送至喷嘴（如图2所示），喷嘴再将料液雾化后均匀喷洒在雾化室内部，最后由废液收集装置进行废液收集后进行二次利用或集中处理。雾化过程如图3所示，主要由料液装置、外混式气液两相流喷嘴、参数调节装置、空气压缩机、高速摄像机、背光光源、管路等组成。其工作过程是通过设定好的工作参数，料液系统将一定温度和流量的料液通过管路输送至两相流喷嘴，料液经喷嘴内部结构流出到喷嘴的出口处，从喷嘴上部的进气口通入的高压气体经空气压缩机压缩后到达两相流喷嘴出口处，高速气流将料液雾化后均匀喷洒到雾化室内，此时由检测部分的高速摄像机进行实时拍摄并导入计算机，经过图像处理，得到料液的雾化锥角值。本次使用了大功率的激光光源，通电后经导光板形成背光，以满足高速摄像机拍摄到更清晰的雾化图像，如图4所示。1.2实验内容基于某卷烟厂在实际生产中的雾化工况，本文选取常用的工作参数，设定的料液温度为41~57℃，雾化空气喷射压力设置为0.18~0.38MPa，料液流量设为18~38kg/h，在上述工况下进行交叉试验。调整好喷嘴位置及角度，为了获得喷嘴轴向垂直面上的料液雾化状态，要先对这个拍摄的垂直面进行标记，确定好相机摆放的位置（如图4所示），使得相机正对喷嘴轴向的垂直面，通过标定焦距、拍摄标定尺寸等完成相机的准备，利用电脑端控制相机的具体参数，如快门、
椤?调整好喷嘴位置及角度，为了获得喷嘴轴向垂直面上的料液雾化状态，要先对这个拍摄的垂直面进行标记，确定好相机摆放的位置（如图4所示），使得相机正对喷嘴轴向的垂直面，通过标定焦距、拍摄标定尺寸等完成相机的准备，利用电脑端控制相机的具体参数，如快门、感光度、光圈等。然后根据预先设定的条件参数将一定温度的料液通过管路进入喷嘴，接着经空气压缩机压缩后由喷嘴将料液雾化喷出，雾化进行时利用计算机控制相机对雾化过程进行数据采集，图片资料导入计算机后进行后处理，得到不同工况下的雾化锥角，如图5所示。1.3试验方法试验中选用外混式气液两相流喷嘴，调整喷嘴角度及位置处于被测平面上，被压缩空气提供图2喷嘴Fig.2Spraynozzle图4高速相机位置Fig.4High-speedcameraposition图5试验拍摄的雾化锥角Fig.5Testshotofatomizingconeangle图1试验平台系统原理图Fig.1Schematicdiagramoftestplatformsystem雾化供给系统测量系统加料系统闸阀减压阀节流阀气路流量计空气压缩机加温系统压力传感器控制系统相机温度计雾化室雾化室废液喷嘴压力表温度传感器排气阀加温系统排液阀液位计闸阀料液减压阀单向节流阀液路位移传感器节流阀流量计温度计压力传感器图3雾化试验装置示意图Fig.3Schematicdiagramofatomizationtestdevice背光空气光源压缩机料液装置参数调节喷嘴雾化室被测平面计算机高速相机PLC触摸屏赵丰等：基于Fluent仿真的喷嘴雾化锥角的数值模拟
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ANSYS雾化喷嘴流场分析及参数优化[J]. 郝磊,高雄,陈铁英,王海超. 农机化研究. 2016(08)
[2]基于图像处理的烟片加料均匀性评价方法[J]. 郑飞,李媛,刘德强,张大波. 烟草科技. 2015(11)
[3]外混式含盐废液喷枪雾化性能实验研究[J]. 罗秀朋,肖难,蒋巍. 石油化工设备. 2015(04)
[4]基于近红外光谱的卷烟加料均匀性检测[J]. 于海洋,丁超,王宇,郜明. 农业工程. 2014(01)
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[6]旋涡压力喷嘴的雾化特性[J]. 汪铁林,周玉新,伍沅. 化学工程与装备. 2008(02)
[7]喷嘴雾化技术进展[J]. 田春霞,仇性启,崔运静. 工业加热. 2005(04)
[8]中式卷烟加工工艺技术探讨[J]. 罗登山,姚光明,刘朝贤. 烟草科技. 2005(05)
[9]喷雾学研究的国际进展[J]. 曹建明. 长安大学学报(自然科学版). 2005(01)
硕士论文
[1]基于数字图像处理的烟叶加料均匀性检测系统的研究[D]. 周旭锋.南京理工大学 2009
本文编号：3415076
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