為進一步探索拉瓦爾噴嘴的流動特性,采用基于有限元與VOF相互結(jié)合方法對拉瓦爾噴嘴內(nèi)外流場進行數(shù)值模擬。從計算結(jié)果中得到了噴嘴內(nèi)外氣液兩相分布及速度分布規(guī)律,并對其流場的結(jié)構(gòu)和形態(tài)進行分析。利用數(shù)值模擬對霧滴粒徑分析表明,當噴嘴進口與出口面積之比為3∶1時,進水孔水流速度為22 m/s噴嘴綜合霧化效果最好。研究結(jié)果對噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計以及井下除塵具有一定的參考價值。 

【文章來源】：華北科技學院學報. 2020,17(02)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

橫向氣流中射流破碎機理

拉瓦爾噴嘴采用專業(yè)三維繪圖軟件UG繪制，之后將噴嘴圖導(dǎo)入ANSYS Fluent中進行網(wǎng)格劃分如圖3所示。實際的霧化區(qū)域源頭在噴嘴出口處，因此噴嘴外流場模型選取噴嘴出口處長2 m，直徑1 m的圓柱體空間，作為模擬分析與測定的計算域。為使模擬條件與井下實際更接近，對圖2中進氣與進水孔的物理參數(shù)均與井下匹配。噴嘴網(wǎng)格的劃分以六面體為主，進水孔處采用加密處理；外流場計算域網(wǎng)格劃分采用四面體，部分邊界域適當加密。網(wǎng)格總數(shù)約為20萬個。圖3 拉瓦爾噴嘴網(wǎng)格劃分圖

拉瓦爾噴嘴網(wǎng)格劃分圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]海底管道泄漏原油擴散漂移規(guī)律數(shù)值模擬[J]. 曹學文,溫家銘,孫媛.  中國安全生產(chǎn)科學技術(shù). 2018(10)
[2]氣體壓強對新型超音速氣霧化噴嘴流場的影響[J]. 程江峰,馬齊江,王開松,周軍鵬.  煤礦安全. 2017(02)
[3]基于拉瓦爾效應(yīng)的超音速噴嘴霧化性能分析與試驗[J]. 楊超,陳波,姜萬錄,高殿榮,金光俊.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2016(19)
[4]神東礦區(qū)綜合防塵技術(shù)及應(yīng)用[J]. 楊俊哲.  煤炭科學技術(shù). 2015(11)
[5]基于Fluent的超音速噴嘴的數(shù)值模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 高全杰,湯紅軍,汪朝暉,賀勇.  制造業(yè)自動化. 2015(04)
[6]煉鋼轉(zhuǎn)爐頂吹氧氣射流特性的CFD數(shù)值分析[J]. 李強,李明明,李琳,鄒宗樹.  東北大學學報(自然科學版). 2013(06)
[7]制備金屬超細粉體新型霧化裝置的研究[J]. 黨新安,梁榮,周廉,楊立軍,劉星輝,趙小娟.  鑄造技術(shù). 2008(04)
[8]超音速霧化器的氣體流場分布研究[J]. 于喜良,趙麥群,祁亮德,趙高揚,陳志敏.  粉末冶金技術(shù). 2005(01)



本文編號：3317640