基于CFD技術(shù)的射流混合裝置參數(shù)優(yōu)化及特性研究.pdf

1、射流混合技術(shù)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作安全、便于綜合利用等優(yōu)勢(shì)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。植保機(jī)械中的混藥裝置采用這一技術(shù),可有效地避免預(yù)混式施藥的諸多弊端。因此,射流混合技術(shù)在植保機(jī)械的應(yīng)用引起相關(guān)研究人員的高度注意。針對(duì)現(xiàn)有單側(cè)抽吸混合裝置存在的問題,本文提出一種對(duì)稱結(jié)構(gòu)的射流混合裝置,通過FLUENT數(shù)值仿真實(shí)現(xiàn)其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化,并進(jìn)一步得到優(yōu)化結(jié)構(gòu)的工作特性曲線,同時(shí)對(duì)影響射流混合裝置工作性能的空化現(xiàn)象進(jìn)行了初步研究。本文進(jìn)行

2、的主要工作如下:
　　 1.基于單側(cè)抽吸射流混合裝置建立內(nèi)流混合流動(dòng)模型,采用組分傳輸模型對(duì)非等密度體系下的液體射流混合流場(chǎng)進(jìn)行模擬,通過分析流場(chǎng)參數(shù)的分布規(guī)律,發(fā)現(xiàn)單側(cè)抽吸時(shí)存在著較為嚴(yán)重的流場(chǎng)分布不均現(xiàn)象。為改善這一弊端,改進(jìn)設(shè)計(jì)單側(cè)抽吸結(jié)構(gòu)為對(duì)稱雙側(cè)抽吸結(jié)構(gòu)。通過CFD仿真對(duì)比了兩者間速度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等參數(shù)分布,驗(yàn)證了對(duì)稱雙側(cè)抽吸結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)；為改善射流混合裝置內(nèi)流場(chǎng)分布均勻性研究提供了思路及理論參考。
　　 2.為了

3、優(yōu)化對(duì)稱雙側(cè)抽吸裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù),借助CFD技術(shù)分別研究了幾個(gè)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)(嘴管距、混合管長(zhǎng)度、混合管進(jìn)口錐角)對(duì)雙側(cè)抽吸射流混合裝置基本性能及內(nèi)流場(chǎng)分布的影響,并以最高效率下降4％為標(biāo)準(zhǔn)確定了相應(yīng)參數(shù)的最優(yōu)區(qū)間,為新型混合裝置的設(shè)計(jì)及參數(shù)優(yōu)化提供了理論依據(jù)。
　　 3.針對(duì)射流混合裝置實(shí)際使用中工作參數(shù)的選擇及空化現(xiàn)象,采用Mixture模型和Cavitation模型仿真研究了雙側(cè)抽吸射流混合裝置在不同工作參數(shù)下的內(nèi)流場(chǎng)。仿真結(jié)

4、果表明,空化發(fā)生后裝置的流量比不隨工作壓差變化而變化,反而保持為一定值(極限汽蝕流量比),極限汽蝕流量比隨進(jìn)口壓強(qiáng)的增大而降低。同時(shí)給出了射流混合裝置的工作特性曲線,并確定了裝置的非空化高效率區(qū)、非空化低效率區(qū)和空化區(qū)。該研究結(jié)果為射流混合裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)的合理匹配以及安全、高效運(yùn)行提供了重要參考依據(jù)。
　　 4.為了討論射流混合裝置中空泡動(dòng)力學(xué)行為,文章從Rayleigh方程及液體的粘壓特性出發(fā),導(dǎo)出了考慮液體粘壓特性關(guān)