空化射流噴嘴流場數(shù)值模擬研究.pdf

1、目前，對于空化水射流技術的研究日漸增加，它作為一種新型水射流，擁有工作壓力低、射流沖擊壓力強、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點。但目前對空化水射流的研究還有許多欠缺，如射流噴嘴的具體結構參數(shù)以及如何使空化射流的沖擊破碎能力提升等。本文將對此進行研究。
　　在空化水射流系統(tǒng)中，決定射流性能的關鍵性部件為噴嘴。本文采用ANSYS軟件包中的Workbench平臺內的FLUENT模塊來對噴嘴的內部流場進行數(shù)值模擬分析，研究噴嘴結構參數(shù)對噴嘴性能的影響，在此

2、基礎上設計出一種新型集中式旋轉空化射流噴嘴。
　　根據(jù)自振空化射流噴嘴的基本結構，對其主要結構參數(shù)如噴嘴的擴散角、擴散段長度以及圓柱段長度等對噴嘴性能的影響進行分析。應用FLUENT軟件，基于多相流模型為Mixture混合模型，湍流模型為RNG k-ε模型，對噴嘴模型依次進行網(wǎng)格劃分、設置物理模型、調出空化模型、設置初始條件和邊界條件，其中噴嘴的入口壓力設置為20MPa，然后進行初始化進行仿真分析。在完成仿真分析后，創(chuàng)建沿X軸方向

3、的剖面，通過建立的剖面顯示壓力云圖和速度云圖并進行對比分析，在x-y plot中對壓力分布圖和速度分布圖進行導出并對比分析。通過對比得到自振空化射流噴嘴的較優(yōu)結構參數(shù)。
　　設計出一種集中式旋轉空化射流噴嘴，并對該噴嘴進行三維建模，其特征在于增加的進氣結構，進氣口設置的初始壓力為10MPa。論文對集中式旋轉空化射流噴嘴的主要結構參數(shù)—進氣口數(shù)量、進氣口傾斜角和進氣口與出口腔起始段間距等對噴嘴的性能影響進行了分析。通過正交試驗研究，