空化射流作為一種新型射流技術(shù),具備能量密度高、沖擊力強、清潔、高效等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于石油開采、船舶清洗以及金屬材料強化等工程領(lǐng)域�？栈淞骺张莸臐绨殡S著極強的沖擊波與微射流,如果控制和使用恰當(dāng)時,空化現(xiàn)象能夠有效提升射流切割、除銹、噴丸的效率,但如果使用不當(dāng),將會對沖擊材料產(chǎn)生汽蝕破壞。噴嘴作為產(chǎn)生空化射流的核心部件,它不僅將流體靜壓能轉(zhuǎn)換成動壓能,而且還保證空化射流具有良好的流動特性和空化性能。因此,研究噴嘴空化性能以及射流空泡形態(tài)分布規(guī)律,對于提高噴嘴射流性能和空化性能具有重要意義。本文在江蘇省重點研發(fā)計劃競爭項目“大容量高參數(shù)水力機械葉片空泡沖擊波強化抗汽蝕磨蝕技術(shù)研發(fā)（項目編號:BE2017126）”的資助下完成�；跀�(shù)值計算和試驗研究相結(jié)合的方法,研究了縮放型噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)對射流空化性能的影響規(guī)律,分析了射流剪切空泡的形成機理,試驗捕捉了淹沒射流空泡形態(tài)的演化過程。（1）設(shè)計了一種縮放型噴嘴,對比分析不同湍流模型在淹沒空化射流中的應(yīng)用,通過選取多相流模型和空化模型,得到不同湍流模型下淹沒空化射流形成的空穴形態(tài)并與試驗得到空泡云形態(tài)進行對比。研究結(jié)果表明,標(biāo)準(zhǔn)k-ε和k-ω系列... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

計算模型網(wǎng)格圖

得到不同湍流模型下淹沒空化射流形成的空穴形態(tài)并與試驗得到空泡云形態(tài)進行對比，如圖2.5 所示。由圖可知， k - ε 和 k -ω 系列湍流模型計算得到的淹沒空化射流形成的空泡云主要集中分布于噴嘴出口附近，與試驗結(jié)果相差較遠，transition SST 湍流模型計算得到的云狀空泡團與高速攝影試驗拍攝獲得的云狀空化結(jié)果最為接近，因此，本文采用transition SST 湍流模型進行空化射流的數(shù)值計算。標(biāo)準(zhǔn)k ε模型 RNG k ε模型Realizable k ε模型 標(biāo)準(zhǔn) k - ω 模型Transition SST 轉(zhuǎn)捩模型 試驗結(jié)果圖 2.5 五種湍流模型計算得到的空穴形態(tài)與試驗結(jié)果對比Figure 2.5 Comparisons of void morphology calculated by five turbulence models with experimentalresults

（e）Fvap=100，F(xiàn)cond=0.01 （f）Fvap=150，F(xiàn)cond=0.01圖 2.6 不同蒸發(fā)項經(jīng)驗系數(shù)空化計算結(jié)果Figure 2.6 Numerical results with with different evaporation empirical coefficients圖 2.7 為在選取蒸發(fā)系數(shù)的基礎(chǔ)上，通過改變凝結(jié)項經(jīng)驗系數(shù)得到的計算結(jié)果�？芍�，隨著凝結(jié)系數(shù)的增大，射流的空化程度呈逐漸降低的變化趨勢。當(dāng) Fcond=，射流形成的空泡團逐漸擴散，空泡體積分?jǐn)?shù)降低，當(dāng)凝結(jié)系數(shù)進一步增加到 Fcond


本文編號：3326712