單側(cè)切向入口的離心式噴嘴流場特性研究.pdf

1、單側(cè)切向入口的離心式噴嘴由于結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)要求低，常被用在海水淡化裝置內(nèi)的橫管降膜蒸發(fā)器上。離心式噴嘴噴淋效果的好壞直接影響到整個(gè)裝置的傳熱效率和穩(wěn)定性，因此對離心式噴嘴內(nèi)腔及外部流場特性的研究不可或缺。本文運(yùn)用數(shù)值模擬的手段，對離心式噴嘴進(jìn)行相關(guān)的模擬計(jì)算分析，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)研究奠定基礎(chǔ)。
　　本文采用Fluent內(nèi)的VOF(界面追蹤法)方法對噴嘴內(nèi)部的填充過程進(jìn)行了三維數(shù)值模擬分析，并深入探討了穩(wěn)定工況下噴嘴旋流室、收縮段和

2、出口段的速度特性，明確了液體進(jìn)入噴嘴后的運(yùn)動(dòng)情況及空氣芯的形成過程。經(jīng)模擬分析得到的液相的切向速度在旋流室內(nèi)充分發(fā)展，液相的整體速度大小在收縮段內(nèi)得到提高，以及液相在擴(kuò)張段內(nèi)徑向速度變大這一流場特性，對離心式噴嘴的結(jié)構(gòu)改造具有實(shí)際指導(dǎo)意義。通過對頂部無特殊構(gòu)造、頂部帶有圓環(huán)導(dǎo)流片和項(xiàng)部帶有螺旋導(dǎo)流片的噴嘴進(jìn)行對比分析可知，頂部帶有圓環(huán)導(dǎo)流片和項(xiàng)部帶有螺旋導(dǎo)流片的噴嘴因?yàn)轫敳拷Y(jié)構(gòu)對內(nèi)部流場起到一定的擾動(dòng)作用，在一定程度上減輕了流場的不對稱

3、性，為解決單側(cè)切向入口的離心式噴嘴流場周向不對稱問題提供了思路。通過改變離心式噴嘴的入口壓力，發(fā)現(xiàn)當(dāng)噴嘴的入口壓力大于一定值時(shí)，出口液相的運(yùn)動(dòng)由慣性力主導(dǎo)，這時(shí)離心式噴嘴的噴淋錐角基本保持一定的角度不變，液膜厚度隨著壓力的增加而減小，即正常工作壓力下離心式噴嘴的噴淋錐角由其自身結(jié)構(gòu)決定，增加壓力有利于液膜的破碎。將離心式噴嘴放大一定的倍數(shù)，通過對不同尺寸但幾何相似的噴嘴進(jìn)行分析比較得到，在一定范圍的入口壓力下，噴嘴內(nèi)部空氣芯所占比例相似