【摘要】：在科技飛速發(fā)展的21世紀(jì),噴霧的應(yīng)用非常廣泛,大到涉及工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的方方面面,小到與人民息息相關(guān)的日常生活。在整個噴霧系統(tǒng)中噴嘴是最重要的原件,噴嘴結(jié)構(gòu)特性的好壞對霧化特性起著決定性的影響,因此對于研究噴霧系統(tǒng)霧化特性,我們首先要研究噴嘴的霧化特性。生產(chǎn)生活中涉及到的霧化噴嘴構(gòu)造都非常單一,但是噴射壓力要求高且霧化效果差。兩相流噴嘴在霧化領(lǐng)域中占有重要地位,其主要特征就是噴嘴內(nèi)部既設(shè)計(jì)有液體流道又有氣體流道。兩相流氣力式噴嘴霧化原理就是通過高壓氣體的高壓噴射功能,在噴嘴出口處氣體以較高的速度夾雜著液體噴出,利用兩相之間的相互作用把液體霧化成微小的顆粒。本文分別采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究的方法對內(nèi)混式兩相流噴嘴進(jìn)行了霧化特性的研究。本文所完成的研究工作主要包括如下幾點(diǎn)內(nèi)容:1.理論分析及數(shù)值研究方面,首先,針對內(nèi)外流場分別通過Solidworks軟件進(jìn)行了數(shù)值模型的建立。然后,在ICEM中進(jìn)行網(wǎng)格劃分及邊界條件的設(shè)定。之后,在ANSYS Fluent中設(shè)定初始條件及計(jì)算控制參數(shù)等并進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行后處理。最后,通過軟件后處理功能把壓力、速度等重要參數(shù)繪制成簡單易懂的粒子圖,便于分析噴嘴在不同工況下的兩相流動特性。2.實(shí)驗(yàn)研究方面,首先在實(shí)驗(yàn)室有限條件下搭建了一套兩相流動實(shí)驗(yàn)平臺,設(shè)計(jì)了一套噴霧實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)。然后,對噴霧系統(tǒng)進(jìn)行測試以及實(shí)驗(yàn)工況的選定。之后,通過數(shù)碼相機(jī)拍攝不同工況下的噴霧錐角、液滴速度及粒徑成像圖。最后,通過Photoshop軟件對圖像進(jìn)行處理分析。得到了霧化錐角隨流量、壓力等物理量的變化規(guī)律以及一定流量不同壓力下液滴速度及粒徑的變化規(guī)律及均勻分布情況。本文把仿真模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,通過圖形方式剖析兩種方法的契合度,通過比較得到兩種結(jié)果總體上比較切合,局部結(jié)果分歧較大,希望研究結(jié)論為以后噴霧的研發(fā)設(shè)計(jì)提供參考。
[Abstract]:In the 21st century, the rapid development of science and technology, spray is widely used, from industrial production, agricultural production aspects, small to people's daily life. The nozzle is the most important part in the whole spray system, and the structure of the nozzle plays a decisive role in the atomization characteristics. Therefore, we must first study the atomization characteristics of the spray system. The atomizing nozzle structure involved in production and life is very simple, but the spray pressure is high and the atomization effect is poor. Two-phase flow nozzles play an important role in the atomization field, the main characteristic of which is that there are both liquid and gas channels in the nozzle. The atomization principle of two-phase flow pneumatic nozzle is to atomize the liquid into tiny particles by using the interaction between the two phases through the high-pressure injection function of the high-pressure gas, the gas is ejected at a higher velocity at the nozzle outlet. In this paper, the atomization characteristics of two phase flow nozzles with internal mixing are studied by numerical simulation and experimental study. The research work accomplished in this paper mainly includes the following contents: 1. In theoretical analysis and numerical research, firstly, the numerical model of internal and external flow field is established by Solidworks software. Then, mesh generation and boundary condition setting are carried out in ICEM. After that, the initial conditions and control parameters are set in ANSYS Fluent and numerical calculation is carried out, and the calculation results are processed. Finally, the important parameters such as pressure, velocity and other important parameters are drawn into a simple and easy to understand particle diagram through the post-processing function of the software, which is convenient to analyze the two-phase flow characteristics of the nozzle under different working conditions. 2. In the aspect of experimental research, a set of two phase flow experimental platform was set up under the limited conditions of laboratory, and a set of spray experiment test system was designed. Then, the spray system was tested and the experimental conditions were selected. After that, the spray cone angle, droplet velocity and particle size were taken by digital camera. Finally, the image is processed and analyzed by Photoshop software. The variation law of atomization cone angle with flow rate, pressure and other physical quantities, as well as the variation law and uniform distribution of droplet velocity and particle size under different pressure of certain flow rate are obtained. In this paper, the simulation results are compared with the experimental results, and the degree of agreement between the two methods is analyzed by means of graphics. By comparing the two results, it is found that the two results are generally more suitable and the local results diverge greatly. It is hoped that the conclusion of the study will provide a reference for the future research and design of spray.
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O359

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本文編號：2400954