離心式噴嘴內(nèi)部流動(dòng)特性研究.pdf

1、離心噴式嘴由于其結(jié)構(gòu)簡單、霧化性能好的特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。本文研究的噴嘴應(yīng)用于海水淡化技術(shù)中的關(guān)鍵設(shè)備——橫管降膜蒸發(fā)器。噴嘴的霧化效果直接決定了蒸發(fā)器的工作效率，而霧化效果很大程度上受到噴嘴自身幾何結(jié)構(gòu)的影響，為了獲得噴嘴結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方向，本文對(duì)離心噴嘴的內(nèi)部流場特性進(jìn)行了研究。
　　根據(jù)某型號(hào)的頂部具有圓臺(tái)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的噴嘴，按比例放大繪制了三維模型，使用ICEM軟件繪制了結(jié)構(gòu)化的四面體網(wǎng)格，在FLUENT軟件中選用VOF方

2、法和realizable k-epsilon模型進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算，得到了壓力和噴嘴錐角隨入口流速的對(duì)應(yīng)關(guān)系。制作了可視化的噴嘴實(shí)物，根據(jù)數(shù)值模擬中的流速進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了所選取的計(jì)算模型的準(zhǔn)確性。通過數(shù)值模擬的方法對(duì)噴嘴的內(nèi)流場進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)在噴嘴內(nèi)部的速度場中，切向速度占主導(dǎo)地位。通過改變噴嘴的旋流室高度、入口直徑、圓臺(tái)直徑和圓臺(tái)高度的尺寸來研究不同結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)變化對(duì)噴淋特性的影響。發(fā)現(xiàn)適量增加噴嘴的旋

3、流室高度有利于提升流量系數(shù)和出口處液膜的均勻性，切向速度先增加后減少，噴霧錐角降低。過小的入口直徑會(huì)導(dǎo)致流量系數(shù)過低，流量達(dá)不到要求，效率很低，增加入口直徑能迅速提升流量系數(shù)，但會(huì)造成液膜分布不均、噴霧錐角下降，霧化性能惡化，存在一個(gè)值使得切向速度最大。增加圓臺(tái)直徑使空氣錐形狀規(guī)則，提升噴淋的均勻性，過大的圓臺(tái)直徑會(huì)導(dǎo)致霧化效果變差。增加圓臺(tái)高度能夠提升噴淋的均勻性，但過高的圓臺(tái)會(huì)增加流場內(nèi)部的擾動(dòng)，霧化錐角變低，存在一個(gè)值使得切向速度