噴嘴霧化特性及傳熱特性的數(shù)值模擬研究.pdf

1、噴霧冷卻有換熱能力強、消耗工質(zhì)少、無沸騰滯后等優(yōu)點，在電子元件、材料加工、噴霧干燥、除塵、氣體捕集等行業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。液滴的直徑、速度、換熱系數(shù)等參數(shù)是決定噴霧冷卻效果的重要因素。因此，對噴霧冷卻的霧化特性及換熱特性的研究具有重要意義。
　　本文采用ANSYS FLUENT軟件，采用Gambit軟件分別對單噴嘴和雙噴嘴霧化場建立三維數(shù)值模型，基于DPM模型，分析了噴霧壓力、噴霧高度、噴霧傾斜角度對單噴嘴霧化液滴速度、液滴直徑、D

2、PM濃度等霧化特性的影響；同時分析雙噴嘴間距對霧化特性的影響。結(jié)果表明：噴霧壓力增大時，液滴的SMD減小，速度和數(shù)量通量也增大；噴霧高度增大時，液滴的直徑變化不明顯，平均速度逐漸變小。當(dāng)傾斜角度增大時，液滴的特征直徑變化不明顯，速度較小的液滴占總體的比重而增大。雙噴嘴霧化時，隨噴嘴間距變化，噴嘴的干涉區(qū)域范圍發(fā)生變化，故液滴特征直徑有逐漸變小的趨勢。噴嘴間距變大時，噴霧之間的干涉范圍逐漸變小，噴霧液滴分布均勻性變差。
　　從加熱壁

3、面上液膜厚度、換熱系數(shù)、壁面溫度三個角度分析各因素對傳熱特性的影響。結(jié)果表明：噴霧壓力增加時，壁面的換熱系數(shù)增高，平均溫度降低，液膜厚度也降低。且壓力越大，變化幅度越大；噴霧高度存在一個最優(yōu)值。當(dāng)噴霧高度為6mm時，壁面的換熱效果最好。其他高度時，換熱效果有一定差別；當(dāng)噴霧高度一定時，噴霧傾角為30°時，壁面平均換熱系數(shù)最高，平均溫度最低且溫度分布相對均勻；當(dāng)噴嘴間距較小時，霧化區(qū)內(nèi)換熱較為均勻。隨干涉間距增大，壁面換熱系數(shù)降低，溫度升