為了提高煤礦降塵噴嘴的霧化效率,通過(guò)對(duì)斜壁進(jìn)行微振蕩腔結(jié)構(gòu)設(shè)置的方式來(lái)提高噴嘴內(nèi)部湍流性能,并通過(guò)CFD仿真平臺(tái)對(duì)斜壁傾角以及入口壓力參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析。結(jié)果表明:傾角的設(shè)置對(duì)噴嘴的霧化效果有較大影響,當(dāng)θ為60°、52.5°時(shí),在諧振腔與微振蕩腔的作用下,內(nèi)腔室和微振蕩腔內(nèi)均有渦漩產(chǎn)生,對(duì)內(nèi)部流場(chǎng)擾動(dòng)明顯,激振效果好。當(dāng)θ為45°時(shí),微振蕩腔對(duì)流場(chǎng)無(wú)明顯激振作用。對(duì)比θ為60°、52.5°時(shí),后者角度設(shè)置合理,灌入和沖出微振蕩腔的流體較多,渦漩負(fù)壓區(qū)的壓力差更大,湍流動(dòng)能更高,對(duì)流場(chǎng)的擾動(dòng)效果最佳。進(jìn)口壓力越大,渦漩處負(fù)壓值越大,湍流動(dòng)能越高。進(jìn)口壓力為7 MPa時(shí),噴嘴的激振效果最明顯,霧化效果最優(yōu)。 

【文章來(lái)源】：煤礦機(jī)械. 2020,41(06)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

二維模型簡(jiǎn)圖

首先在AutoCAD中建立噴嘴內(nèi)腔的二維模型圖，之后導(dǎo)入Gambit中對(duì)模型進(jìn)行線、面的網(wǎng)格劃分。本結(jié)構(gòu)采用的是非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，網(wǎng)格形式為三角形網(wǎng)格，對(duì)每條邊界進(jìn)行線網(wǎng)格劃分，再對(duì)相應(yīng)的面進(jìn)行劃分。由于在諧振腔及微振蕩腔流場(chǎng)變化較大，故對(duì)這些關(guān)鍵部位進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化。模型1的網(wǎng)格數(shù)為10 380，節(jié)點(diǎn)數(shù)為5 445；模型2的網(wǎng)格數(shù)為11412，節(jié)點(diǎn)數(shù)為6 005；模型3的網(wǎng)格數(shù)為12 508，節(jié)點(diǎn)數(shù)為6 540。網(wǎng)格質(zhì)量均在0.7以上，可滿足仿真模擬計(jì)算的需求。(3）邊界條件設(shè)定

比較圖3發(fā)現(xiàn)，圖3(a）、圖3(b）的速度分布及渦漩的影響范圍基本相同，且微振蕩腔結(jié)構(gòu)中有微型渦漩，圖3(c）中微型渦漩不明顯。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是經(jīng)過(guò)第1步激振的流體以一定的角度灌入斜壁微振蕩腔，又由于速度相對(duì)較低，灌入與沖出的流體相互影響，在微振蕩腔內(nèi)形成渦漩，對(duì)流體進(jìn)行進(jìn)一步激振；而圖3(c）中斜壁平緩，灌入及沖出微振蕩腔的流體很少，無(wú)法形成渦漩，對(duì)流體無(wú)明顯激振作用。綜上，當(dāng)斜壁傾角θ=60°和θ=52.5°時(shí)，微振蕩腔對(duì)流體起激振作用，結(jié)構(gòu)合理，霧化效果好。入口壓力為6 MPa，θ分別為60°、52.5°、45°時(shí)，噴嘴內(nèi)部流場(chǎng)的壓力云圖如圖4所示。流體從入口進(jìn)入后與底部諧振腔碰撞，壓力急劇升高，進(jìn)入腔室后壓力降低且呈層狀分布，并在腔室中部形成渦漩，渦漩中心形成負(fù)壓區(qū)。由于黏性液體運(yùn)動(dòng)時(shí)要克服流體間的剪切，而靠近壁面處流體速度較高，所受剪切應(yīng)力較大，而內(nèi)側(cè)流體速度逐漸降低，流體間的剪切應(yīng)力逐漸減少，故流體壓力在腔室內(nèi)呈層狀分布，且靠近壁面處壓力高于腔體內(nèi)部壓力。與速度云圖對(duì)比發(fā)現(xiàn)，渦漩位置基本重合，分布規(guī)律均是外側(cè)高內(nèi)側(cè)低，證明速度渦漩和壓力渦漩產(chǎn)生的原因相同，均由振蕩腔特殊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的激振作用引起。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]超聲霧化噴嘴的研究[D]. 劉旭澤.太原理工大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3295199