【摘要】：一般談到空化指的是:液體在一定流動的作用下,壓力降低,其內(nèi)部的局部區(qū)域壓力低到一定程度時,從而誘發(fā)蒸汽氣泡的出現(xiàn)、發(fā)育,然后爆炸性的成長到很大,而后空泡在外壓作用下,破碎,消失,再溶解到液體中,此過程如此反復(fù)循環(huán)。這就顯而易見的指出了空化的整個過程,即從空化出現(xiàn)、到發(fā)展變大、到潰滅消失,到再生這一過程�？栈^程中空泡潰滅中會釋放巨大能量,產(chǎn)生局部點高溫、高壓,帶來了令人振奮的應(yīng)用前景。其廣泛用于強化化學過程、強化物理機械過程、物體表面清潔、材料切割和地面挖掘等方面,此外還可以增強金屬材料的性能,空泡船、空化碎結(jié)石、油粘性降解、呼吸氣源等很多方面應(yīng)用。為了充分利用空化技術(shù),弄清楚空化器內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸,空化強度影響的因素,空化時能量釋放的過程,空化器在運行中的應(yīng)力分布等問題。本文借助目前最為廣闊使用的ANSYS-Fluent軟件,利用其高效、低成本、適用性強等的特點,模擬分析多孔漩流—文丘里組合式空化器內(nèi)部的空化流動,提取了空化流動規(guī)律;獲取空化后處理云圖。建立對比評價標準,將甲基紫對比實驗的結(jié)果,原始資料流場分布云圖與模擬結(jié)果云圖進行對比分析分析,獲取空化器內(nèi)部流體的結(jié)構(gòu)尺寸,最終得到空化器真實內(nèi)部結(jié)構(gòu)與尺寸。在前文分析基礎(chǔ)上,考察了物性屬性參數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸、操作條件等對空化強度效應(yīng)的影響;分析了不同縮口形式的空化發(fā)生器對空化強度的影響,獲取了最優(yōu)結(jié)構(gòu)尺寸。然后研究了最優(yōu)空化發(fā)生器的結(jié)構(gòu)受力情況。所取得的一些成果列于下面:(1)基于ANYSS-Fluent軟件,建立了一種基于內(nèi)部流場分布反求結(jié)構(gòu)尺寸的方法。(2)基于ANYSS-Fluent軟件,結(jié)合k??湍流模型和空泡理論,對空化器內(nèi)部流體進行了空化流動分析,找到了空化流動的基本規(guī)律。(3)縮口直徑對空化的影響存在一個最佳直徑26mm。(4)斜孔直徑對空化的影響呈現(xiàn)拋物線規(guī)律。(5)進口壓力升高,出口壓力維持不變,這樣入口到出口的壓降變大,這樣更有利于空化強度。(6)溫度對空化的影響存在兩面效應(yīng),在40℃附近空化強度最大。(7)初始含汽量在合適的范圍內(nèi)增加,對空化強度來說是有利的。(8)表明張力對空化的影響可以忽略不計。(9)空化發(fā)生器內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)突變的劇烈程度正相關(guān)于空化強度。(10)已知材料,基于流固耦合分析,證明了空化發(fā)生器結(jié)構(gòu)安全。
【學位授予單位】：新疆大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ520.6

【參考文獻】

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本文編號：2653635