發(fā)布時間：2021-02-14 05:29

　　高壓水射流被廣泛應(yīng)用在切割、消防工程、鉆孔、清潔等領(lǐng)域,隨著工況壓力的日益提高,對管線和高壓水泵等設(shè)備的要求也越來越苛刻,導(dǎo)致生產(chǎn)成本急劇增加。而自激振蕩噴嘴因其自激振蕩產(chǎn)生脈沖射流的特性,使這種噴嘴具備了在低工況條件下達(dá)到高工況效果的潛質(zhì),因此開展對自激振蕩噴嘴的研究工作極具學(xué)術(shù)價值和市場應(yīng)用價值。由于自激振蕩噴嘴內(nèi)部的湍流流場極其復(fù)雜,自激振蕩脈沖射流機(jī)理仍處于不斷完善的階段,致使自激振蕩噴嘴的應(yīng)用深度和廣度受到了極大的限制。為此本文把自激振蕩噴嘴作為研究對象,采用CFD數(shù)值仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的手段,著重開展了噴嘴結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、脈沖射流產(chǎn)生效果評估、噴嘴內(nèi)部的空化特性分析等三方面的研究工作。具體研究工作如下:（1）分析了目前國內(nèi)外脈沖射流產(chǎn)生方法的研究進(jìn)展,高度概括了自激振蕩噴嘴的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,重點(diǎn)提出了通過設(shè)計(jì)新型串聯(lián)式雙腔室自激振蕩噴嘴以提高脈沖射流產(chǎn)生效果的解決方案,闡述了本文的關(guān)鍵技術(shù)問題和主要研究內(nèi)容。（2）建立了自激振蕩噴嘴脈沖射流效果評價體系,借助FLUENT完成了單腔室自激振蕩噴嘴內(nèi)部流場及外部流場的數(shù)值仿真,分析了噴嘴腔室內(nèi)流場特性,找到了產(chǎn)生脈沖射流的直接原因,... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 脈沖射流研究現(xiàn)狀
        1.2.2 自激振蕩噴嘴研究現(xiàn)狀
        1.2.3 自激振蕩噴嘴研究現(xiàn)狀分析
    1.3 課題主要研究內(nèi)容和目標(biāo)
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 研究目標(biāo)
第2章 自激振蕩射流的質(zhì)量傳輸模型
    2.1 自激振蕩噴嘴物理模型
        2.1.1 單腔室自激振蕩噴嘴幾何模型
        2.1.2 雙腔室自激振蕩噴嘴幾何模型
    2.2 自激振蕩脈沖射流數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 流體力學(xué)控制方程
        2.2.2 湍流模型
        2.2.3 多相流流模型
        2.2.4 空化模型
    2.3 數(shù)值仿真邊界條件及工況參數(shù)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 單腔室自激振蕩噴嘴質(zhì)量傳輸特性研究
    3.1 單腔室自激振蕩噴嘴內(nèi)流場特性分析
        3.1.1 自激振蕩噴嘴脈沖射流效果評定參數(shù)γ的引入
        3.1.2 單腔室自激振蕩噴嘴內(nèi)部流場數(shù)值仿真分析
    3.2 單腔室自激振蕩噴嘴射流頻率特性分析
        3.2.1 集中參數(shù)模型的建立
        3.2.2 擾動波波速變化規(guī)律及其對自激振蕩系統(tǒng)射流頻率的影響
        3.2.3 單腔室自激振蕩噴嘴幅頻特性分析
    3.3 單腔室自激振蕩噴嘴空化特性研究
        3.3.1 單腔室自激振蕩噴嘴腔室內(nèi)空化效應(yīng)研究
        3.3.2 單腔室自激振蕩噴嘴出口管流道內(nèi)空化效應(yīng)研究
    3.4 本章小結(jié)
第4章 雙腔室自激振蕩噴嘴質(zhì)量傳輸特性研究
    4.1 雙腔室自激振蕩噴嘴內(nèi)流場特性分析
        4.1.1 瞬態(tài)流場數(shù)值仿真分析
        4.1.2 出口管直徑d3的影響
        4.1.3 腔室直徑DC2的影響
        4.1.4 腔室長度LC2的影響
        4.1.5 入口壓力對射流脈沖效果影響分析
    4.2 雙腔室自激振蕩噴嘴頻率特性研究
        4.2.1 雙腔室自激振蕩噴嘴壓力傳遞函數(shù)
        4.2.2 雙腔室自激振蕩噴嘴脈沖射流幅頻特性分析
    4.3 雙腔室自激振蕩噴嘴空化特性研究
        4.3.1 雙腔室自激振蕩噴嘴腔室內(nèi)空化效應(yīng)研究
        4.3.2 雙腔室自激振蕩噴嘴出口管流道內(nèi)空化效應(yīng)研究
    4.4 本章小結(jié)
第5章 自激振蕩噴嘴外流場數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 自激振蕩噴嘴外流場數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)
        5.1.1 幾何建模
        5.1.2 網(wǎng)格劃分
        5.1.3 邊界條件及仿真參數(shù)設(shè)置
    5.2 自激振蕩噴嘴外流場射流實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 外流場實(shí)驗(yàn)平臺及噴嘴試件
        5.2.2 外流場實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)及方案
    5.3 自激振蕩噴嘴數(shù)值及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.3.1 單腔室自激振蕩噴嘴
        5.3.2 雙腔室自激振蕩噴嘴
        5.3.3 集束型自激振蕩噴嘴
        5.3.4 自激振蕩噴嘴對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
    1.全文總結(jié)
    2.展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)位論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3033195