空化射流噴嘴流場數(shù)值模擬研究.pdf

1、目前，對于空化水射流技術(shù)的研究日漸增加，它作為一種新型水射流，擁有工作壓力低、射流沖擊壓力強(qiáng)、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。但目前對空化水射流的研究還有許多欠缺，如射流噴嘴的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)以及如何使空化射流的沖擊破碎能力提升等。本文將對此進(jìn)行研究。
　　在空化水射流系統(tǒng)中，決定射流性能的關(guān)鍵性部件為噴嘴。本文采用ANSYS軟件包中的Workbench平臺內(nèi)的FLUENT模塊來對噴嘴的內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值模擬分析，研究噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)對噴嘴性能的影響，在此

2、基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出一種新型集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴。
　　根據(jù)自振空化射流噴嘴的基本結(jié)構(gòu)，對其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如噴嘴的擴(kuò)散角、擴(kuò)散段長度以及圓柱段長度等對噴嘴性能的影響進(jìn)行分析。應(yīng)用FLUENT軟件，基于多相流模型為Mixture混合模型，湍流模型為RNG k-ε模型，對噴嘴模型依次進(jìn)行網(wǎng)格劃分、設(shè)置物理模型、調(diào)出空化模型、設(shè)置初始條件和邊界條件，其中噴嘴的入口壓力設(shè)置為20MPa，然后進(jìn)行初始化進(jìn)行仿真分析。在完成仿真分析后，創(chuàng)建沿X軸方向

3、的剖面，通過建立的剖面顯示壓力云圖和速度云圖并進(jìn)行對比分析，在x-y plot中對壓力分布圖和速度分布圖進(jìn)行導(dǎo)出并對比分析。通過對比得到自振空化射流噴嘴的較優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　設(shè)計(jì)出一種集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴，并對該噴嘴進(jìn)行三維建模，其特征在于增加的進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣口設(shè)置的初始壓力為10MPa。論文對集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)—進(jìn)氣口數(shù)量、進(jìn)氣口傾斜角和進(jìn)氣口與出口腔起始段間距等對噴嘴的性能影響進(jìn)行了分析。通過正交試驗(yàn)研究，