旋芯噴嘴結構及霧化特性研究.pdf

1、旋流式噴嘴是常用的霧化噴嘴結構形式，內置旋芯裝置是產生旋流的有效結構形式，與其他類型噴嘴相比較，它因結構簡單、中低壓霧化效果好而被廣泛應用于消防,環(huán)保和化工等領域。針對內置旋芯旋流噴嘴，基于先進的噴嘴綜合測試臺和CFD數值模擬技術，本文圍繞旋芯噴嘴的結構及流場特性，進行了數值模擬和實驗研究。
　　分析了旋芯噴嘴的結構特點和霧化要求，并對噴嘴結構參數進行了改進設計；介紹了流體運動分析的方法及相應運動方程，著重分析了旋流噴嘴內部和外部

2、流場運動狀態(tài)，得到噴嘴內部速度、壓力分布特性和噴嘴外部霧滴運動方程，理論分析了流場特性和旋流霧化機理。
　　探討了旋芯噴嘴 CFD模擬的一般方法。在相同的速度進口和壓力出口條件下，噴嘴模型作相應簡化，旋芯分隔板長度等同為噴嘴進口直徑，旋芯固定在直管段底部，認定旋芯整體為壁面，基于六面體結構網格對三維模型進行網格劃分，選用標準k??湍流模型，采用連續(xù)介質-水進行穩(wěn)態(tài)條件下的數值模擬。
　　針對直通噴嘴和旋芯噴嘴，以及旋芯螺旋角

3、、內錐角等旋芯結構參數變化，對噴嘴流場進行了數值模擬，分別就流場內速度、壓力分布進行了對比分析。模擬結果表明，和普通直通噴嘴比較，旋芯噴嘴出口速度更大、速度分布更均勻，霧化效果更好，噴射距離更遠；旋芯噴嘴出口軸向速度衰減更快，有了明顯的切向速度，霧化錐角更大。由于流體回流和對空氣的卷吸作用，噴嘴出口位置會形成一個空氣錐，流體會形成膜狀旋轉噴出，使旋芯噴嘴顯現空心錐的霧化特性。噴嘴內錐角為90°左右時，流體壓損最小、回流相對較小、速度分布