本文關鍵詞：小型高壓自旋轉噴頭的結構研究及其參數(shù)優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文將以高壓水射流清潔用自旋式噴頭為研究對象,分析高壓水射流的基本特性及自旋轉噴頭的結構特點,并建立3D模型,使用流體力學仿真軟件Fluent來分析噴頭內部的流場,改變相應自旋轉噴頭的關鍵結構參數(shù),得到對應其內部射流流態(tài)、壓力和速度等參數(shù)的影響規(guī)律。通過對比試驗,比較分析了幾種不同結構的自旋轉噴頭在相同工況下,分水盤出水口直徑和轉速之間的關系,收縮角和噴嘴出口速度以及壓力的關系。最后經(jīng)過優(yōu)化分析,制作樣品和安排測試,找到了最佳的方案,減小了振動,提高了射流打擊力和工作效率,并通過壽命測試驗證了設計的可靠性。論文的主要研究內容如下:(1)分析了噴頭的結構特點和基本設計要求,以流體力學為基礎,推導出射流旋轉速度和噴射壓力的計算公式,得到影響它們的主要設計參數(shù),為噴頭的結構優(yōu)化提供理論依據(jù)。(2)通過對不同尺寸設計的分水盤和旋轉噴嘴的流速和壓力分析,得到了不同設計參數(shù)對轉速和壓力的影響趨勢,并提出了分水盤和旋轉噴嘴設計的優(yōu)化方案,同時對優(yōu)化后的分水盤和旋轉噴嘴進行了速度矢量和壓力分布分析,為后續(xù)設計提供了理論依據(jù)。(3)利用Fluent軟件對分水盤和旋轉噴嘴進行了流速和壓力分析,得到了各種結構對應的轉速和壓力,和實測數(shù)據(jù)的變化趨勢基本吻合,驗證了Fluent分析結果的可靠性。(4)通過對噴頭的實際測量和耐久測試,得到了在實際運行過程中數(shù)據(jù)的分布趨勢,并將有限元分析結果和實驗結果對比,有比較好的一致性,再次驗證了Fluent分析方法在分析流速和壓力分布上的可行性和準確性,最后通過45臺常溫水耐久測試,驗證了優(yōu)化后的噴頭滿足使用壽命提高20%,水射流打擊力提高的設計要求。
【關鍵詞】：噴嘴 自旋轉噴頭 脈沖水射流 數(shù)值模擬 結構優(yōu)化
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH122
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題的研究背景及意義10-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國內外水射流研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內外噴嘴研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文的主要研究內容13-15
• 第二章 水射流的基本特性和噴嘴設計的基礎理論15-28
• 2.1 水射流的基本特性15-22
• 2.1.1 高壓水射流的結構與特性15-16
• 2.1.2 水射流的清洗機理及影響因素16-17
• 2.1.3 流場基本理論17-18
• 2.1.4 高壓水射流的基本參數(shù)18-22
• 2.2 噴嘴的性能要求22-23
• 2.3 噴嘴的設計23-27
• 2.3.1 噴嘴的結構型式23-24
• 2.3.2 噴嘴主要結構參數(shù)的選擇24-26
• 2.3.3 有關噴嘴的計算26-27
• 2.4 本章小結27-28
• 第三章 自旋轉噴頭的工作原理與結構設計28-35
• 3.1 自旋轉噴頭的設計28-30
• 3.1.1 自旋轉噴頭的設計要求28-29
• 3.1.2 市場上常見的自旋轉噴頭29
• 3.1.3 常見的自旋轉噴頭工作場合29-30
• 3.1.4 現(xiàn)有自旋轉噴頭存在的問題30
• 3.2 自旋轉噴頭的運動特性分析30-31
• 3.2.1 自旋轉噴頭和普通噴頭的對比31
• 3.2.2 自旋轉噴頭的轉速31
• 3.3 自旋轉噴頭的工作原理31-32
• 3.4 自旋轉噴頭的結構設計32-33
• 3.4.1 設計軟件CATIA的簡介32-33
• 3.4.2 自旋轉噴頭的結構設計33
• 3.5 本章小結33-35
• 第四章 基于FLUENT的自旋轉噴頭流場分析35-46
• 4.1 噴頭內部旋轉的流場分析和優(yōu)化35-39
• 4.1.1 仿真軟件GAMBIT和FLUENT簡介35-36
• 4.1.2 物理模型的建立36
• 4.1.3 網(wǎng)格的劃分36-37
• 4.1.4 邊界條件的設置37
• 4.1.5 內部流場仿真37-39
• 4.1.6 內部流場仿真結果分析39
• 4.2 旋轉噴嘴的分析和結構優(yōu)化39-44
• 4.2.1 收縮角對噴射性能的影響40-41
• 4.2.2 網(wǎng)格的劃分41-42
• 4.2.3 噴嘴仿真速度云圖42-43
• 4.2.4 噴嘴仿真壓力云圖43-44
• 4.2.5 噴嘴仿真結果分析44
• 4.3 本章小結44-46
• 第五章 噴頭的性能參數(shù)測量和壽命測試46-53
• 5.1 耐久壽命測試46-48
• 5.1.1 測試目的和內容46-47
• 5.1.2 測試條件47-48
• 5.1.3 測試步驟48
• 5.2 測試結果分析和改進48-52
• 5.2.1 現(xiàn)有產(chǎn)品的測試結果48
• 5.2.2 第一輪樣品方案48-49
• 5.2.3 第一輪樣品的測試結果分析49
• 5.2.4 第二輪改進方案49-50
• 5.2.5 第二輪改進方案測試結果分析50-51
• 5.2.6 第三輪改進方案51
• 5.2.7 第三輪改進方案測試結果分析51-52
• 5.3 最終優(yōu)化方案的確定52
• 5.4 本章小結52-53
• 第六章 總結與展望53-55
• 6.1 總結53-54
• 6.2 展望54-55
• 參考文獻55-59
• 攻讀學位期間公開發(fā)表的論文59-60
• 致謝60-61

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：391927