本文關(guān)鍵詞：基于雙層霧化器設(shè)計(jì)的氣體流場(chǎng)和霧化過程的模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：材料制備技術(shù)中，噴射成形以快速凝固的特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。霧化過程是噴射成形的關(guān)鍵，霧化器使金屬液獲得高能量和高速度，影響霧化效率、霧化范圍、霧化質(zhì)量及穩(wěn)定性，決定坯錠性能，在霧化過程中有重要作用。 本文設(shè)計(jì)了一種新型雙層復(fù)合式霧化器，由上層約束式霧化器和下層開放式霧化器組成，氣室中增加擋板結(jié)構(gòu)，以避免單向進(jìn)氣和雙向進(jìn)氣造成的壓力和氣體流速不均等現(xiàn)象。 本文首先通過Fluent進(jìn)行流場(chǎng)狀態(tài)模擬，探究新型雙層復(fù)合式霧化器結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)對(duì)氣體流場(chǎng)的影響，確定新型雙層復(fù)合式霧化器的最佳結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)。然后，利用Fluent對(duì)初次霧化、二次霧化以及霧化后液滴在流場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行模擬分析，從而深入了解霧化過程中液柱和液滴的破碎機(jī)制。最后，進(jìn)行水霧化模擬實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證模擬結(jié)果。 通過對(duì)不同狀態(tài)下流場(chǎng)的對(duì)比分析得出新型雙層復(fù)合式霧化器的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：上層霧化器出氣口交角30°，下層霧化器的中心孔徑60mm，出氣口交角60°，下層霧化器出氣口位于導(dǎo)液管口上方5mm；上層霧化壓力0.4MPa，，下層霧化壓力2.0MPa時(shí)，流場(chǎng)比較穩(wěn)定。 通過對(duì)霧化過程的分析以及霧化后液滴運(yùn)動(dòng)情況的觀察得出：初次霧化時(shí)，隨著上層霧化氣體速度的增高，液柱的破碎模式由波動(dòng)破碎向液膜破碎轉(zhuǎn)變；二次霧化時(shí)，韋伯?dāng)?shù)（We）增大，液滴越容易破碎；霧化后液滴在流場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)受自身動(dòng)能影響，動(dòng)能大的受流場(chǎng)影響小。 通過水霧化模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明該雙層復(fù)合式霧化器工作性能良好，不同結(jié)構(gòu)和壓力配合下的流場(chǎng)特征與模擬結(jié)果基本一致，該雙層復(fù)合式霧化器可應(yīng)用于噴射成形生產(chǎn)。
【關(guān)鍵詞】：雙層復(fù)合式霧化器 流場(chǎng) 霧化過程 液滴
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH122;O35
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 課題背景及意義11
• 1.2 噴射成形概況及發(fā)展11-12
• 1.2.1 概況11-12
• 1.2.2 發(fā)展及現(xiàn)狀12
• 1.3 霧化過程12-13
• 1.3.1 初次霧化12-13
• 1.3.2 二次霧化13
• 1.4 霧化器13-15
• 1.5 課題研究的主要內(nèi)容15-16
• 第2章 Fluent 數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)方案16-23
• 2.1 引言16
• 2.2 Fluent 軟件簡(jiǎn)介16
• 2.3 控制方程16-18
• 2.3.1 質(zhì)量守恒方程16-17
• 2.3.2 動(dòng)量守恒方程17
• 2.3.3 能量守恒方程17-18
• 2.4 物理模型18-20
• 2.4.1 VOF 模型和離散相模型18
• 2.4.2 湍流模型18-20
• 2.5 Fluent 求解方式20-21
• 2.6 實(shí)驗(yàn)方案21-23
• 第3章 雙層復(fù)合式霧化器結(jié)構(gòu)優(yōu)化及流場(chǎng)分析23-48
• 3.1 引言23
• 3.2 新型霧化器的設(shè)計(jì)和研究思路23-26
• 3.2.1 霧化器的設(shè)計(jì)23-24
• 3.2.2 研究思路24-26
• 3.3 霧化器氣室結(jié)構(gòu)對(duì)霧化流場(chǎng)的影響26-28
• 3.4 霧化器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)霧化流場(chǎng)的影響28-38
• 3.4.1 上層霧化器出氣口交角對(duì)霧化流場(chǎng)的影響28-30
• 3.4.2 下層霧化器出氣口交角對(duì)霧化流場(chǎng)的影響30-33
• 3.4.3 上下層霧化器間距對(duì)霧化流場(chǎng)的影響33-36
• 3.4.4 下層霧化器中心孔直徑大小對(duì)流場(chǎng)的影響36-38
• 3.5 上下層霧化壓力對(duì)流場(chǎng)的影響38-46
• 3.5.1 上層霧化器單獨(dú)工作時(shí)的流場(chǎng)分析38-40
• 3.5.2 下層霧化器單獨(dú)工作時(shí)的流場(chǎng)分析40-41
• 3.5.3 上下層霧化器共同工作時(shí)的流場(chǎng)分析41-46
• 3.6 本章小結(jié)46-48
• 第4章 金屬液的霧化及液滴運(yùn)動(dòng)48-66
• 4.1 引言48
• 4.2 液柱變形與初次霧化48-53
• 4.2.1 理論分析和建立模型48-49
• 4.2.2 液柱的變形和破碎49-53
• 4.3 液滴的變形與二次霧化53-60
• 4.3.1 理論分析和建立模型53-54
• 4.3.2 液滴粒徑對(duì)液滴變形破碎的影響54-57
• 4.3.3 氣液相對(duì)速度對(duì)液滴變形破碎的影響57-60
• 4.4 液滴在流場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)60-64
• 4.4.1 液滴運(yùn)動(dòng)的理論分析60-61
• 4.4.2 液滴大小對(duì)其在流場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的影響61-63
• 4.4.3 液滴入射速度對(duì)其在流場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的影響63-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 第5章 基于霧化器設(shè)計(jì)的物理模擬66-74
• 5.1 引言66
• 5.2 實(shí)驗(yàn)裝置66
• 5.3 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析66-73
• 5.3.1 水霧化試噴實(shí)驗(yàn)66-67
• 5.3.2 水霧化模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)工藝參數(shù)模擬結(jié)果的驗(yàn)證67-70
• 5.3.3 水霧化模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)模擬結(jié)果的驗(yàn)證70-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79-80
• 致謝80

【參考文獻(xiàn)】

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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  本文關(guān)鍵詞：基于雙層霧化器設(shè)計(jì)的氣體流場(chǎng)和霧化過程的模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：273026