壓力旋流噴嘴廣泛應(yīng)用于低溫多效海水淡化裝置的水平管降膜蒸發(fā)器上,噴嘴噴淋密度的大小和均勻性將直接影響管束外傳熱效果,改善噴嘴的霧化效果可以提高系統(tǒng)的工作效率。目前國內(nèi)外對(duì)噴嘴的研究集中在液滴霧化尺寸和形態(tài)等內(nèi)容上,對(duì)噴嘴整體的噴淋效果缺乏深入研究,且研究大多適用于高壓工況下結(jié)構(gòu)對(duì)稱噴嘴的射流問題,對(duì)低壓工作條件下海水淡化裝置所使用的單側(cè)切向入口壓力噴嘴的研究較少。本文用FLUENT軟件針對(duì)壓力旋流噴嘴的內(nèi)部流場(chǎng)和外部霧化流場(chǎng)計(jì)算分析,主要研究內(nèi)容包括噴嘴旋流室中的各速度、壓強(qiáng)、湍流動(dòng)能、空氣柱、進(jìn)出口壓降和外部流場(chǎng)中有效噴淋密度大小及周向噴淋密度不均勻度等,并通過改變結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)內(nèi)外流動(dòng)參數(shù)產(chǎn)生的變化進(jìn)一步分析。本文根據(jù)噴嘴實(shí)際尺寸通過PROE建立了三維幾何模型,使用ICEM將整個(gè)流場(chǎng)區(qū)域劃分為結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,采用VOF多相流模型、表面張力CSF模型和Realizable k-ε湍流模型描述噴嘴的流動(dòng)特性。在同一入口流量條件下,數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行定性和定量驗(yàn)證分析,證明了模型的可靠性。改變?nèi)肟谒俣葪l件研究發(fā)現(xiàn),壓差是空氣柱形成的原因,但不影響旋流室中氣液兩相的位置分布。旋流室中液相速度遠(yuǎn)大于氣相流速,水的流動(dòng)在氣-液兩相的旋流運(yùn)動(dòng)中起主導(dǎo)作用,空氣柱的分布受到液相速度梯度分布的影響,入口速度影響了空氣柱的大小和穩(wěn)定性,而空氣柱的不穩(wěn)定性反過來又加劇了液相流場(chǎng)的湍動(dòng)。一定噴淋高度下,持續(xù)增大入口速度條件可以增大外部流場(chǎng)的有效噴淋密度,但無法一直改善噴淋密度的周向均勻度。進(jìn)一步研究入口直徑、旋流室直徑和旋流室收斂角等噴嘴結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)的變化對(duì)噴淋特性的影響。在相同入口速度和噴淋高度的條件下,增大噴嘴入口直徑,空氣柱受到液體劇烈的擾動(dòng)作用,流動(dòng)能耗增大。周向有效噴淋密度增大,均勻性先增大后減小;增大旋流室直徑為液體充分發(fā)展提供了條件,其對(duì)空氣柱的沖擊得到了緩沖空間,提高了空氣柱的穩(wěn)定性,壁面與流體接觸阻力增加導(dǎo)致能耗增大,周向有效噴淋密度逐漸減小的同時(shí)均勻性得到改善;設(shè)置一個(gè)旋流室收斂角可以起到過渡作用,減小了壁面與流體之間的摩擦阻力,切向速度受到抑制,軸向速度增大可以加速水的向下運(yùn)動(dòng),有效噴淋區(qū)域的半徑逐漸減小,但提高了周向噴淋密度均勻性。存在一個(gè)旋流室直徑、入口直徑和旋流室收斂角使得噴嘴有效噴淋密度的分布效果最佳。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P747

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 Н.И.гелъперин;М.И.куэнецова;Е.Д.цанкова;Х.А.карагъоэов;Е.Б.абрамкин;徐耀芳;;確定在重力作用下形成液膜的最小噴淋密度[J];醫(yī)藥工程設(shè)計(jì);1986年04期

2 劉俊;羅陽明;王和義;;液體噴淋密度對(duì)氫-水液相催化床壓力降和傳質(zhì)系數(shù)的影響[J];中國核科技報(bào)告;2006年01期

3 方立軍;闞德民;李鐵軍;;壓力式霧化噴嘴徑向噴淋密度的測(cè)量方法[J];電力科學(xué)與工程;2009年09期

4 李志偉;林振宇;;海水淡化系統(tǒng)中噴淋密度對(duì)傳熱性能的影響[J];一重技術(shù);2018年01期

5 王長慶,陸震,尉遲斌;溶液噴淋密度對(duì)溴化鋰降膜吸收器吸收效果的影響[J];流體工程;1990年07期

6 錢世隆;噴淋密度與SO_3氣溫對(duì)吸收酸溫升的關(guān)系[J];化工技術(shù)資料(硫酸專業(yè)分冊(cè));1965年03期

7 周開敏;我廠2kt/a硫酸干燥塔帶酸原因探討[J];云南冶金;2002年S1期

8 顧其威,毛之侯,朱余民;涓流床催化反應(yīng)過程開發(fā)中的實(shí)驗(yàn)研究[J];化工學(xué)報(bào);1985年02期

9 馬偉斌,梅建濱;吸收器性能的實(shí)驗(yàn)研究[J];制冷學(xué)報(bào);2000年01期

10 張尚文;林慶元;王鵬智;;水噴淋設(shè)備抑制摩托車火災(zāi)延燒的實(shí)驗(yàn)研究[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前3條

1 申江;劉麗;;蒸發(fā)式冷凝器的性能實(shí)驗(yàn)研究[A];第六屆中國冷凍冷藏新技術(shù)、新設(shè)備研討會(huì)論文集[C];2013年

2 劉春江;陳濤;劉沖;袁希鋼;;一種新型催化精餾填料的流體力學(xué)性能[A];第二屆全國塔器及塔內(nèi)件技術(shù)研討會(huì)會(huì)議論文集[C];2007年

3 宋進(jìn);鄭偉業(yè);朱冬生;曾力丁;周洪劍;;閉式冷卻塔熱力性能影響因素分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];走中國創(chuàng)造之路——2011中國制冷學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 鄭毅;低噴淋密度下超親水表面水平管降液膜流動(dòng)及傳熱強(qiáng)化[D];大連理工大學(xué);2018年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 焦娟娟;壓力旋流噴嘴內(nèi)外流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算及結(jié)構(gòu)分析[D];大連理工大學(xué);2019年

2 王牧;旋流式實(shí)心噴嘴流動(dòng)與噴淋特性實(shí)驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2018年

3 蔣茂燦;增膜型水膜蒸發(fā)式空冷器單管單板初步實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2011年

4 吳敵;U形風(fēng)道引鼓風(fēng)組合式冷凝器設(shè)計(jì)及蒸發(fā)管外傳熱的實(shí)驗(yàn)[D];華中科技大學(xué);2015年

5 高巍;幾種高效規(guī)整填料的性能研究與應(yīng)用[D];北京化工大學(xué);2011年

6 孫俊偉;流化床噴霧制備磷酸二氫鈣的成粒條件實(shí)驗(yàn)研究[D];四川大學(xué);2007年

7 薛德師;離心布液噴嘴噴淋特性實(shí)驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2017年

8 張雄軍;生物滴濾塔處理揮發(fā)性含硫異味物質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年

9 杜亮坡;水平管外降膜蒸發(fā)傳熱性能的實(shí)驗(yàn)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2006年

10 劉麗;蒸發(fā)式冷凝器傳熱性能研究及其優(yōu)化[D];天津商業(yè)大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2816729