双流体喷嘴雾化过程的模拟分析
基于Fluent的气液双流体喷嘴雾化特性研究
基于Fluent的气液双流体喷嘴雾化特性研究
刘晓宏;温治;杜宇航;苏福永;张四宗;楼国锋
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2024(53)3
【摘要】气液双流体雾化技术在熔体破碎、喷雾冷却、除尘降尘、燃油燃烧等方面具有广泛的应用。
为了研究气液双流体雾化喷嘴的流场特性和雾化特性,本研究利用Fluent软件进行数值模拟,采用Realizable k-ε模型处理湍流流动,并将喷嘴的气液入口设置为压力边界条件。
通过模拟得到了气液双流体喷嘴内部和外部的流场分布、喷嘴内部的压力分布、雾滴颗粒的空间分布以及雾滴粒径等参数规律。
研究结果表明,随着气体压力从0.3 MPa增大至0.7 MPa时,喷嘴出口气流速度增大,雾滴的飞行速度随之增大,雾滴的平均粒径达到微米级,粒径逐渐减小;而随着水压从0.3 MPa增大至0.7 MPa,气流出口速度略有减小,雾滴的飞行速度也有一定的降低,雾滴的平均粒径增大。
另外,研究还发现气流在喷嘴出口时速度和压力均会达到最大值,然后速度会迅速衰减,且初始衰减速度相对较快。
【总页数】5页(P26-29)
【作者】刘晓宏;温治;杜宇航;苏福永;张四宗;楼国锋
【作者单位】北京科技大学能源与环境工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH138.8
【相关文献】
1.Fluent在气液两相雾化喷嘴模拟分析中的应用
2.基于FLUENT的气液两相流喷嘴雾化性能研究
3.基于Fluent的气液两相流喷嘴内部流动特性仿真
4.气液双介质喷嘴雾化特性的影响因素研究
5.气液同轴双离心式喷嘴宏观雾化特性实验研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
流化床喷嘴雾化可靠性仿真分析
流化床喷嘴雾化可靠性仿真分析概述流化床喷嘴是一种用于雾化颗粒物料的设备，广泛应用于化工、制药、食品等多个领域。
在实际应用中，流化床喷嘴雾化可靠性非常重要，需要进行仿真分析来评估其可靠性。
本文将从流化床喷嘴的设计原理入手，结合雾化过程的特点，进行流化床喷嘴雾化可靠性的仿真分析，并探讨如何提高流化床喷嘴的雾化可靠性。
设计原理流化床是一种特殊的气-固两相流体化状态，通过对固体颗粒床进行气体流的控制和调节，使之达到一定的流化状态，从而实现气固两相的弥散、传质、反应等目的。
流化床喷嘴是将液体物料通过喷嘴雾化为小颗粒，然后通过气流送入流化床中进行干燥、反应等。
具体设计原理如下：1. 喷嘴设计流化床喷嘴主要包括雾化器和气体流入口。
雾化器通常采用圆锥形或锥形设计，以便更好地控制液滴的大小和分布。
雾化器的液体喷射角度、液体喷嘴直径和液体流量对喷射效果有很大的影响。
气体流入口通常采用旋风式进气，以便更好地控制气流的流速和方向。
2. 空气流量控制流化床喷嘴的运行需要足够的气体流量，以便雾化颗粒可以均匀地分布在固体颗粒层上。
同时，气氛流量还必须保持一定的流速，以维持流化床床层的稳定状态。
雾化过程特点流化床喷嘴的雾化过程具有以下特点：1. 液滴直径分布广泛，难以控制。
2. 液滴分布非常不均匀，会导致固体颗粒层的局部过热或过饱和。
3. 液滴飞散距离大，易受气流影响。
4. 液滴和气固两相流液化空间的形态和位置不断变化。
仿真分析为了评估流化床喷嘴雾化的可靠性，可以采用数值仿真的方法进行分析。
流化床喷嘴的仿真分析主要包括以下几个方面：1. 液滴的喷射速度和喷射角度。
通过模拟建模，可以预测液滴的喷射速度和喷射角度，从而优化设计。
2. 液滴在气固两相流动中的轨迹。
可以通过数值模拟，让计算机模拟出液滴在气固两相流动中的轨迹，从而了解到液滴的损失和分布情况。
3. 固体颗粒层的温度和物质转移情况。
根据数值模拟计算出的液滴和气流的轨迹，可以预测固体颗粒层的干燥效率和物质转移情况等参数。
雾化仿真分析报告范文
雾化仿真分析报告范文一、引言雾化技术是一种将液体通过喷嘴或其他装置转化成雾状颗粒的过程。
雾化在很多领域都有广泛的应用，如喷雾涂覆、喷雾冷却、雾化燃烧等。
为了更好地理解和优化雾化过程，本报告使用仿真分析方法对雾化过程进行了研究。
二、方法本研究采用了计算流体力学（CFD）方法对雾化过程进行了模拟。
首先，建立了一个三维的模型，包括喷嘴和周围环境。
然后，利用Navier-Stokes方程和质量守恒方程，对流体的速度场和质量浓度进行了求解。
最后，通过对模型进行网格划分和边界条件的设定，实现了对雾化过程的仿真分析。
三、结果与讨论1. 喷嘴类型对雾化效果的影响：本研究对比了不同类型的喷嘴在相同工况下的雾化效果。
结果表明，喷嘴的结构和孔径大小对雾化效果有显著影响。
孔径越小，雾化效果越好。
同时，喷嘴的结构也会影响雾化效果。
例如，雾化锥喷嘴比圆锥喷嘴具有更好的雾化效果。
2. 液体性质对雾化效果的影响：本研究还考察了不同液体性质对雾化效果的影响。
结果显示，液体的表面张力和粘度对雾化效果有很大影响。
表面张力越小，液体越容易被雾化成细小颗粒。
而粘度越大，液体越难被雾化。
3. 外部环境条件对雾化效果的影响：最后，本研究研究了外部环境条件对雾化效果的影响。
结果显示，环境湿度和温度对雾化效果有一定影响。
湿度越高，雾化效果越好。
温度越低，雾化效果也越好。
四、结论通过对雾化过程的仿真分析，本研究得出了以下几点结论：1. 喷嘴类型、液体性质和外部环境条件都对雾化效果有显著影响。
2. 孔径越小、表面张力越小、环境湿度越高，都有利于雾化效果的提高。
3. 本研究的结果可以为雾化技术的优化和应用提供参考。
值得注意的是，本研究只是通过仿真分析得出的结论，实际应用中还需要考虑更多因素的影响，并进行实际测试和验证。
五、致谢在本研究中，我们对雾化过程进行了仿真分析，获得了一些有关雾化效果的结果。
特此感谢所有支持和帮助我们完成这项研究工作的人员。
六、。
双流体雾化喷嘴工作原理
双流体雾化喷嘴工作原理引言：双流体雾化喷嘴是一种常见的喷雾装置，被广泛应用于领域。
它通过将液体和气体两种介质混合并喷射出来，形成细小的雾状颗粒。
本文将介绍双流体雾化喷嘴的工作原理及其应用。
一、双流体雾化喷嘴的组成双流体雾化喷嘴主要由液体入口、气体入口和喷嘴出口三部分组成。
液体入口通常连接液体供给系统，气体入口连接气体供给系统，喷嘴出口是将混合后的液体和气体喷射出去的部分。
二、双流体雾化喷嘴的工作原理1. 液体供给：液体从液体入口进入雾化喷嘴，并通过液体供给系统提供一定的压力。
液体的压力将决定雾化效果的细腻程度。
2. 气体供给：气体从气体入口进入雾化喷嘴，并通过气体供给系统提供一定的压力。
气体的压力将决定喷射速度和喷射方向。
3. 混合过程：在雾化喷嘴内部，液体和气体两种介质混合并形成雾状颗粒。
混合过程中，气体通过喷嘴内部的气体通道，将液体带上升，并形成高速气流。
液体则从液体通道中喷出。
在气体和液体的作用下，液体被剪断成细小的颗粒。
4. 喷射出口：混合后的液体和气体从喷嘴出口喷射出去，形成细小的雾状颗粒。
喷射出口的形状和尺寸会影响雾化颗粒的大小和分布。
三、双流体雾化喷嘴的应用1. 农业领域：双流体雾化喷嘴广泛应用于农业领域，用于喷洒农药、肥料和植物保护剂。
喷雾后的液体颗粒更细小均匀，可以提高液体的覆盖面积和渗透性，提高作物保护效果。
2. 医疗领域：在医疗领域，双流体雾化喷嘴常用于雾化治疗。
通过将药物雾化成细小颗粒，可以提高药物的吸入效率和治疗效果。
3. 环境保护：双流体雾化喷嘴也用于环境保护领域，例如烟气脱硫除尘。
喷雾后的液体颗粒可以与烟气中的污染物发生化学反应或物理吸附，达到净化空气的效果。
4. 工业应用：双流体雾化喷嘴也广泛应用于工业领域，例如喷涂、喷砂和涂层制备等。
雾化喷嘴可以将液体均匀喷洒在工件表面，提高喷涂效果和涂层质量。
总结：双流体雾化喷嘴通过液体和气体的混合喷射，实现了液体的雾化。
它的工作原理简单，结构紧凑，广泛应用于农业、医疗、环境保护和工业等领域。
两相流乳化型细水雾喷嘴雾化特性研究
两相流乳化型细水雾喷嘴雾化特性研究摘要：本文通过对两相流乳化型细水雾喷嘴的研究，详细描述了其雾化特性。
首先介绍了雾化技术的相关背景，阐述了雾化技术在许多领域中的应用。
然后对喷嘴的结构和工作原理进行了分析，探讨了喷嘴的雾化机理。
通过实验研究，分析了喷嘴的雾化性能，确定了喷嘴的最佳工作条件。
最后，结合实验结果，总结了两相流乳化型细水雾喷嘴的雾化特性，提出了未来的研究方向。
关键词：两相流；乳化型细水雾喷嘴；雾化特性；喷嘴结构；雾化机理；最佳工作条件一、引言雾化技术是将液体或气体分散成微小颗粒形成雾状的一种技术。
它在许多领域中被广泛应用，如化工、医药、农业、环保等领域。
当前，随着人们对环境保护的重视和社会工业化进程的加快，雾化技术的应用越来越广泛。
其中，两相流乳化型细水雾喷嘴是一种常用的雾化设备。
它主要由液体喷嘴、气体进口和混合室组成，可将液体分散成微小颗粒，形成细水雾。
然而，由于其复杂的结构和工作原理，喷嘴的雾化特性还需要深入研究。
本文旨在通过对两相流乳化型细水雾喷嘴的研究，详细描述其雾化特性，并探讨其未来的研究方向。
二、喷嘴结构和工作原理1.喷嘴结构两相流乳化型细水雾喷嘴主要由液体喷嘴、气体进口和混合室组成。
其中，液体喷嘴以精密加工技术制成，可调节液体的流量和压力。
气体进口通常设置在液体喷嘴上方，气体通过进口喷嘴形成一个高速气流，将液体喷向混合室。
在混合室内，液体和气体发生混合，形成细水雾。
2.喷嘴工作原理当液体从液体喷嘴中喷出时，由于液体的表面张力，其形成了一些稳定的液体柱。
随着气体的进入，气体会形成一个圆锥形的气流，将液体柱撕裂成微小颗粒。
混合室中，液体微小颗粒和气体混合后，形成细水雾。
混合室下端的出口则将细水雾喷出。
三、喷嘴雾化机理两相流乳化型细水雾喷嘴的雾化机理分为两个步骤：前向喷雾和重叠喷雾。
在前向喷雾时，气体流经喷嘴开口时会形成较大的压力差，将液体喷向混合室。
在混合室中，气体的进入使液体喷雾，液滴被撕裂为微小颗粒形成细水雾。
雾化仿真分析报告范文
雾化仿真分析报告范文一、引言雾化技术是一种广泛应用于各个领域的重要工艺方法，其对于液体或固体物质的细化、均匀喷射具有重要意义。
为了更好地理解雾化过程，本报告通过建立模型并进行仿真分析，探究了雾化过程中相应的关键参数对喷雾效果的影响。
二、模型建立雾化模型主要由液滴外形模型、扩散模型和运动模型三部分组成。
液滴外形模型采用了维萨胡斯基形状方程，考虑了表面张力和粘性力的作用，对液滴的形状进行描述。
扩散模型采用了动量平衡方程和质量守恒方程，考虑了颗粒在气相中的扩散和沉积过程。
运动模型基于牛顿第二定律，将液滴运动方程由加速度、速度和位置三者相互联系起来。
三、仿真结果与分析通过对雾化过程的仿真分析，我们得到了一系列重要的结果。
首先，我们发现液滴的初始尺寸对雾化效果有着重要的影响。
较小的液滴易于扩散和沉积，可以达到更好的喷雾效果。
其次，喷雾压力对雾化效果也有显著影响。
较高的喷雾压力可以使液滴更好地细化和均匀分布。
最后，气相中的湍流对液滴的运动也有重要影响，可以促进液滴的混合和扩散。
四、结论通过对雾化过程的仿真分析，我们可以得出以下结论：液滴的初始尺寸、喷雾压力以及气相中的湍流都对雾化效果有着重要的影响。
为了获得更好的喷雾效果，我们应该控制好这些关键参数。
此外，进一步研究可能还需要考虑化学反应、界面张力等其他因素。
五、展望雾化技术在众多领域中具有重要应用，如化工、环保、医疗等。
通过深入研究雾化过程，我们可以进一步提高雾化技术的效率和稳定性，为各个领域的发展提供更好的支持。
未来的研究可以在仿真模型上进行优化，进一步探索雾化过程中的其他影响因素，力求实现更精确、可靠的仿真分析。
六、。
内分流双涡轮发动机的雾化与燃油碰撞模拟分析
内分流双涡轮发动机的雾化与燃油碰撞模拟分析内分流双涡轮发动机是一种先进的航空发动机设计，能够提供更高的推力和更低的油耗。
在该发动机中，燃料的雾化和燃油碰撞是关键的过程，对发动机的性能和效率有着直接的影响。
本文将对内分流双涡轮发动机的雾化与燃油碰撞进行模拟分析，以探讨其内部流动特性和优化设计方法。
在内分流双涡轮发动机中，燃油从燃油喷嘴进入燃烧室前需要完成雾化过程。
雾化是指将燃油分散成小液滴的过程，这些小液滴在燃烧室中更容易与空气混合，从而实现燃烧。
燃油的雾化过程主要受到燃油属性、喷嘴设计和流场条件等因素的影响。
通过模拟计算，可以分析燃油在喷嘴附近的流场变化，并得到燃油在空气中的雾化情况。
燃油的雾化与燃油碰撞过程是相互关联的。
一方面，雾化程度影响着燃油液滴的大小和分布，从而影响燃油与空气的混合程度；另一方面，燃油碰撞会引起液滴之间的相互作用和合并现象，进一步影响燃油的雾化程度。
通过模拟燃油碰撞过程，可以研究燃油液滴之间的相互作用，并分析其对燃料分布的影响。
在模拟分析中，首先需要建立内分流双涡轮发动机的几何模型。
通过计算流体力学（CFD）软件，可以将该模型导入到计算网格中，并设置合理的边界条件和物理参数。
然后，利用数值方法求解雷诺平均Navier-Stokes（RANS）方程组，模拟内部流动场。
通过对求解结果进行后处理，可以得到燃油在发动机内部的流动情况、雾化特性和燃油碰撞过程。
模拟分析可以得到大量的数据和信息，这些数据可以用于评估发动机的性能和优化设计。
例如，可以通过分析燃油在发动机中的流动情况和雾化特性，优化喷嘴的结构和位置，以提高燃油的雾化效果；同时，通过分析燃油碰撞过程，可以改进燃油喷射策略和燃烧室结构，以提高燃油的利用率和燃烧效率。
此外，模拟分析还可以帮助研究人员深入了解内分流双涡轮发动机的工作原理和内部流动特性，为发动机的进一步发展提供参考和指导。
总之，内分流双涡轮发动机的雾化与燃油碰撞模拟分析是一项重要的研究工作。
双股射流碰撞雾化特征实验
双股射流碰撞雾化特征实验
双股射流碰撞雾化是一种常见的雾化技术，其特点是两股高速射流碰
撞后形成雾化液滴。
为了探究此技术的雾化特性，可以进行以下实验：实验器材：双股射流碰撞雾化设备、高速相机、压力计、微量天平、
显微镜等。
实验步骤：
1.准备试样，打造合适的流体体系，并装入双股射流碰撞雾化设备。
2.通过调整喷嘴直径、距离、工作压力等参数，使两股流体形成接近
正交的射流，在碰撞点处形成稳定的液体纽带。
3.连接高速相机，拍摄碰撞过程中液滴的生成和演化过程。
4.通过压力计和微量天平等工具，对流体的压力和流量进行测量和计算，得到雾化液滴的尺寸和速度等关键参数。
5.利用显微镜对液滴形态和分布进行观察和分析。
实验结果：
通过上述实验，可以得到双股射流碰撞雾化的关键特征，包括雾化液
滴的尺寸分布、速度、形态、碰撞角度等，进而探究影响雾化效果的因素。
这种实验方法不仅可以用于研究双股射流碰撞雾化技术本身，还可以应用
于许多领域，如农药喷雾、油漆涂布、燃烧控制等。
双流体喷嘴雾化特性实验
双流体喷嘴雾化特性实验摘要:双流体雾化降温冷却技术是将气体和液体在喷嘴内部直接混合，在高压射流作用下直接雾化，雾化的小液滴气化时带走热量，从而降低工作区域温度。
喷雾冷却降温系统广泛应用于养殖、高精度建筑及机械切削加工中刀具的冷却等。
影响喷雾降温冷却的关键因素是雾滴粒径和雾滴运动速度。
雾滴粒径越小，其总表面积越大，易于蒸发、气化，从而产生良好的降温效果;而雾滴运动速度加快则可以进一步加快工作区域的换热过程。
文章利用相位多普勒粒子动态分析仪(FDA)对4种不同喷孔直径的喷嘴进行了较为详细的实验研究，获得了影响雾滴粒径和雾滴运动速度的重要因素，得到了双流体雾化喷嘴工作的最佳压力与孔径组合，为喷雾冷却降温的研究奠定了琴础在不同的工程应用领域，对雾滴的大小和速度有不同的要求，因此探索雾滴尺寸、滴速、压力、流量、喷嘴直径、流体的物性参数等的关系刁仁进而实现雾滴大小和速度的控制尤为重要。
双流体式雾化喷嘴结构简单，对于高勃度和低勃度的液体都有良好的雾化性能，并且容易通过调节气液比来控制喷雾参数，能满足不同场合的使用要求，但同时也存在动力消耗大、效率低、雾谱宽、雾化机理复杂等因素。
喷雾冷却降温系统通过喷嘴将液体直接雾化，雾化的小水滴气化时会带走热量，从而降低工作区的温度。
喷雾冷却降温广泛应用于养殖、高精度建筑及机械加工中各种刀具的冷却等。
其中雾滴速度和雾化粒径直接影响雾滴的气化，从而影响降温效果本文以双流体喷嘴为研究对象，采用相位多普勒粒子动态分析仪(FDA)对雾化冷却过程中双流体喷嘴雾化进行了实验研究，着重探讨了双流体雾化喷嘴喷孔直径、工作压力与滴速和粒径的关系，得出了影响双流体喷嘴雾化效果的主要因素。
1实验装置实验采用的喷嘴为内混式双流体雾化喷嘴，喷头采用收缩式圆锥形雾化喷头，目的是通过对喷嘴在不同运行参数条件下进行雾化性能参数的测量，获得更好的雾化效果，以便实现对喷嘴的雾化性能参数进行有效控制。
实验装置由雾化装置、气路系统、水路系统和测量系统等构成。
气液两相流喷嘴的雾化机理分析及实验研究
气液两相流喷嘴的雾化机理分析及实验研究摘要洒水车已成为马路清洁灰尘的主要工具，可以降低环卫工作劳动强度，降低路面短时间内的灰土飞扬力度，并且具有绿化园艺的作用。
目前洒水车普遍利用本车发动机动力通过取力器驱动车载洒水泵，经过加压后的水通过管道输送到各个喷嘴，从而实现冲刷路面的功能，这里的喷嘴通常指的是单相流喷嘴。
这种单相流喷嘴技术通常需要较高的供水量以增加水的压力，从而保证喷洒的均匀度，这势必会造成严重的资源浪费，而两相流喷嘴技术能够较好的弥补单相流喷嘴的不足，完善洒水车的喷洒功能。
但两相流喷嘴亦存在着内部流动复杂、雾化机理受众多因素影响等问题，因此为了减少内部流动阻力提高雾化效果，对两相流喷嘴的内部流动现象进行研究分析是十分必要的。
本文以一种应用于新型洒水车的气液两相流喷嘴为研究对象，通过理论分析、数值模拟及实验研究等三个方面，对气液两相流喷嘴的雾化机理进行了分析和研究。
主要研究内容如下：理论分析方面，首先基于空气扰动学说确定了液滴破碎的条件及雾化参数公式。
其次通过分析初级雾化和二级雾化发生的条件及过程，研究了气液质量比、混合腔内流型、粘性、密度等因素对喷雾特性的影响，对气液两相流喷嘴的雾化机理作出进一步的研究。
最后以上述研究为基础，建立适用于气液两相流喷嘴的控制理论方程以及多项流模型。
数值模拟方面，利用solidworks软件根据实物绘制喷嘴的几何模型，对几何模型进行网格划分，并设定初始条件和边界条件。
对该两相流喷嘴模型进行数值计算分析，研究内流场不同工况下的压力分布以及速度分布，并对仿真结果进行分析。
实验研究方面，搭建了两相流动实验平台，并确定实验研究方法及操作步骤，通过数码相机拍摄不同工况下的喷雾图像，获得雾化锥角、流动速度等实验数据。
最后对图像进行简化处理，得到雾化锥角、液滴速度、压力分布等数据随流量、压力变化的规律，并将数值模拟结果与实验结果进行比较，验证数值模拟结果的准确性。
关键词:两相流喷嘴，雾化机理，数值模拟，实验研究Atomization mechanism analysis and experimentalstudy of gas liquid two phase nozzleABSTRACTThe sprinkler has become the main tool for the clean dust of the road,which can reduce the working intensity of the sanitation work,reduce the strength of the dust flying in the short time of the road,and have the role of greening gardening.At present, the sprinkler generally uses the engine power of this vehicle to drive the water sprinkler pump through the force collector,and through the pressurized water through the pipe to each nozzle,thus the function of the scour road is realized.The nozzle here usually refers to the single-phase flow nozzle.This single-phase flow nozzle technology usually requires high water supply to increase the pressure of water,thus ensuring the uniformity of spray,which will cause serious waste of resources.The two-phase flow nozzle technology can better make up the shortage of single-phase flow nozzle and improve the sprinkler energy of sprinkler.However,there are many problems in the two phase flow nozzle,such as complicated internal flow and many factors affecting atomization mechanism.Therefore,it is necessary to study and analyze the internal flow phenomenon of the two phase flow nozzle in order to reduce the internal flow resistance and improve the atomization effect.In this paper,a gas-liquid two phase flow nozzle applied to a new type of sprinkler is studied. Through three aspects,theoretical analysis,numerical simulation and experimental research,the atomization mechanism of the gas-liquid two phase flow nozzle is analyzed and studied.The main contents are as follows:In terms of theoretical analysis,First,the conditions of dropletbreakage and the formula of atomization parameters were obtained through the theory of air turbulence，based on the early research results of jet breakup theory.Secondly,in order to further study the atomization mechanism of the two phase flow nozzle,the conditions and process of primary fragmentation and two atomization were analyzed, and the effects of mass ratio of gas and liquid,flow pattern,viscosity and density on the spray characteristics were analyzed.Finally,based on the above research,control。
预混式双流体静电雾化喷嘴的实验研究
预混式双流体静电雾化喷嘴的实验研究双流体静电雾化因能耗低、喷雾靶标沉积率高、可控性强等优点,被广泛应用于喷涂印刷、农业植保、工业除尘和生物薄膜制备等工农业领域。
常规感应静电雾化喷嘴喷雾荷电过程普遍存在着雾滴卷吸行为,尤其在高湿环境下高压电极表面更易卷吸水雾而发生放电击穿,不利于喷雾系统的安全稳定运行,限制了静电雾化技术在脱硫塔等高湿密闭环境内的推广应用。
因此本文基于荷电多相流理论,设计了一种预期可以有效避免电极击穿的预混式双流体静电雾化喷嘴,并对其喷雾特性、荷电性能、破碎模式及流场结构等进行实验研究,主要研究工作如下:1.采用空气放电电离与液雾混合的荷电方法,设计了一种预混式双流体静电雾化喷嘴及喷雾系统。
该喷嘴电极布置在喷嘴内部,具有两级混合腔,带电离子空气与破碎的液雾在二级混合腔中混合,在喷嘴内部实现液体荷电,避免了电极暴露在外部易卷吸水滴而放电击穿的问题,为高湿复杂烟气环境下静电喷雾系统的设计提供技术参考。
2.根据设计的喷嘴与喷雾系统,采用激光粒度分析仪与CCD相机对其喷雾粒径、雾化锥角等喷雾特性展开实验研究,将内部流动特性与外特性联系起来,研究不同气液比(GLR)对应的外部流态规律,同时对荷电性能进行实验研究。
实验结果表明:气液比对喷雾特性有着较为显著的影响,喷雾粒径随气液比增加呈指数减小,雾化锥角随着气液比增加呈现先增大后减小趋势;随着荷电电压增加,喷雾荷质比逐渐提高,喷雾的分散性及空间分布的均匀性明显改善;采用量纲分析的方法研究了雷诺数(Re)与无量纲直径之间的关系,结果显示两无量纲数呈线性关系。
3.综合考虑喷雾流场的截面速度衰减、流场及涡量分布等表征喷雾特征的重要因素,采用PIV测速技术获得喷嘴不同气液比(GLR)及不同电压下的喷雾流场,对双流体静电雾化喷嘴流场结构进行分析,同时对比研究了喷嘴不同出口结构对喷雾流场的影响。
实验结果表明:随着气液比的增加喷雾核心区内雾滴群高速运动区域增大,并由喷雾流场中上游向下游延伸,同时喷雾流场的湍流程度逐渐增强,喷雾集束性逐渐减弱,并衍生出较多尺度小且分散度高的涡;随着荷电电压的升高喷雾流场中不同区域流场变化存在差异,喷雾核心区随电压变化微弱,但液束边缘处扰动程度较为明显,表现为流线变得杂乱,产生较多小尺度涡;喷嘴出口结构为平孔时喷雾集束性更强,具有更远的贯穿距离,出口结构为锥槽时雾化锥角更大,流场湍流程度更剧烈。
内混式空气雾化喷嘴内部两相流特性数值模拟研究
内混式空气雾化喷嘴内部两相流特性数值模拟研究内混式空气雾化喷嘴结构简单、不易堵塞,液体碎裂彻底获得比单相喷射雾化更好的雾化效果。
因此,在工业生产中有广泛应用。
本文通过实验和数值模拟两种方法,对喷嘴内部流动过程进行分析研究。
首先在长安大学汽车学院喷雾实验室搭建可视化喷雾试验平台,在选定的工况下,对不同物理模型进行模拟计算,经过与相同工况下的实验对比结果并结合各个物理模型的特点和应用范围,确定VOF多相流模型和SSTω湍流模型为本文数值模拟研究的物理模型。
在几何结构对喷嘴内部流动特性的研究中,根据几何模型划分网格模型,设置物理模型中相关参数和计算工况。
根据模拟结果分析了内置扰流板角度、喷孔长径比和气相入口与水平轴线夹角对喷嘴内部两相流流动影响。
仿真结果发现,喷嘴内设置扰流板可以有效改善喷嘴内两相流流型分布,极大促进喷嘴内气液两相混合。
气相入口夹角角度不仅可以改善两相流相互作用,还可以减小流体喷射过程中能量的损失,而长径比的改变对喷孔处两相流的促进作用有限,但结构简单,容易调整。
在液相工质物性(粘度和表面张力)对喷嘴内部流动特性的研究中,发现液相粘度和表面张力对喷嘴内两相流流型分布无明显改善,而且液相工质物性的不同对两相流流型分布影响不大。
内混式空气雾化柴油喷嘴两相流场的CFD模拟
ABSTRACT
文所采用的雾化模型和模拟研究得出的结论是正确的，比较符合实际。本研究可对合理 选择这类喷嘴结构形式、几何尺寸、喷嘴混合室压力以及气液比等参数起指导作用，为 内混式喷嘴的结构设计和优化提供参考。
关键词：气动雾化喷嘴， 喷雾特性， 数值模拟，设计
II
硕士学位论文
ABSTRACT
In fact, the process of fuel breakup and atomization is a kind of instability phenomenon of the liquid jet. In order to increase the oil surface area and promote efficient combustion, the instability process of the jet is always used to make the fuel atomization in engineering. So study on the mechanisms of breakup and atomization of liquid is not only important on theory, but also owns the engineering background. Being used to analyze the flow, mixing and mass transfer characters of fluid, Computational Fluid Dynamics (CFD) can not only save a lot of resource, but also get some important local data that cannot be gathered in experiment. Now CFD technology is regarded more and more in the fields of the design and optimization. The article mainly uses the professional software-CFX and adopts the viscosity models, i.e. RNG k − ε model, which can be suitable, with moderate cost, to simulate the atomizing characteristics. The injection and atomization process is dynamic, which is not only affected by the nozzle configuration and injection pressure, but also affected by the temperature, pressure, gas flow. This thesis conducts a theoretic and numerical investigation on the mechanisms of the breakup and atomization of viscous liquid jets, and the results obtained from this studying are applied in the process simulation in internal mix sprayer. The following terms have been finished: the detailed review of the previous works on the stability analysis of liquid jets and it's breakup and atomization are given, in addition, the fuel atomization models are introduced in this dissertation, introduce the development, characters and working steps of CFD, analyze turbulence characteristics, educe the intention and the signification of the article; generalize the knowledge about CFD， establish the geometry model and choose the mathematics model， ensure appropriate physics model, put up appropriate physical model，simulate the process of the atomization of the diesel oil , gain the good simulation results, such as distributing of the velocity field, pressure field and diesel oil density concentration field. Then the study about the spray characteristics of internal mixing atomizer is obtained. Many factors such as air-liquid angle, outlet diameter geometrical size, air-liquid rate, oil velocity, air velocity, pressure operating condition and liquid
双股射流碰撞雾化特征实验
双股射流碰撞雾化特征实验双股射流碰撞雾化是一种常用的雾化技术，它可通过两个射流之间的碰撞来产生更细小的液滴。
这种雾化技术在许多领域中有着广泛的应用，例如喷雾燃烧、雾化冷却、液体喷雾涂层等。
本文将结合实验结果，探讨双股射流碰撞雾化的特征。
首先，我们需要准备实验所需的装置和材料。
实验装置主要包括两个喷嘴、两个泵、一个液体储液容器和一个雾化室。
液体储液容器中装有待雾化的液体，通过两个泵将液体分别送入到两个喷嘴中，形成两个射流。
两个射流汇合在雾化室中，产生碰撞雾化效应。
为了观察雾化效果，可以使用高速摄像机对喷射过程进行记录。
在实验过程中，我们可以调整多个参数，以研究它们对雾化特征的影响。
首先是液体流速。
液体流速的增加会导致射流的速度增加，从而产生更强的碰撞效果，形成更细小的液滴。
其次是喷嘴间距。
较小的喷嘴间距会使两个射流更快地汇合，增加碰撞机会，从而形成更细小的液滴。
此外，液体的物理性质，例如表面张力和黏度等，也会对雾化特征产生影响。
实验结果显示，双股射流碰撞雾化可以产生较小的液滴，且具有较窄的液滴尺寸分布范围。
同时，随着液体流速和喷嘴间距的增加，液滴尺寸进一步减小，尺寸分布范围也变得更窄。
这是因为较大的流速和较小的喷嘴间距使得射流汇合更迅速，碰撞更强烈，从而产生更细小的液滴。
此外，实验还表明不同液体的物理性质对雾化特征也有着显著的影响。
例如，较低的表面张力和较低的黏度会促进液体的雾化，产生更小的液滴。
这是因为较低的表面张力使液体更容易形成尖端，并更容易被喷嘴射流切割成液滴。
同时，较低的黏度使液体流动更自由，碰撞时相互排斥较小，有助于产生更细小的液滴。
综上所述，双股射流碰撞雾化是一种有着广泛应用的雾化技术。
实验结果表明，液体流速、喷嘴间距和液体的物理性质等参数对雾化特征有着显著影响。
通过调整这些参数，可以实现所需的液滴尺寸和分布范围，以满足不同应用的需求。
多孔喷油器喷嘴内部流动数值模拟
模拟结果表明：在喷孔内及针阀开启关闭时与阀座缝隙间均发现有空化现象；空化形态不稳定随时间变化
空化造成喷嘴流量减小流速增大，各孔流量亦产生差异；临界空喷射背压很大的分层燃烧方式下有可能不空化。
汽油机；直接喷射；多孔喷嘴；空化流动；数值模拟 。
谢谢观赏
二流体雾化喷头原理
二流体雾化喷头原理
二流体雾化喷头是一种利用高压水流来产生二次雾化的喷头，它利用了流体力学的原理，对液体施加一个旋转的压力，液体被
旋转的压力所压缩，随着旋转压力的逐渐降低，液体由一种质点
变成了无数个质点，同时由于受到向后的向心力作用，液体由一
种质点变成了无数个质点，形成了无数个小液滴。
在这个过程中，由于受力不平衡和相互碰撞会使这些小液滴互相融合并形成更大
的液滴。
这种由高压水流产生二次雾化的方式可以产生大量细小
而均匀的雾滴，而且还可以避免因受到摩擦力而导致雾滴发散、
沉积在物体表面，从而大大提高了雾化效果。
二流体雾化喷头就是利用这种原理制成的一种喷雾装置。
二流体雾化喷头按照工作原理可分为三类：喷射式、水射式
和旋转雾化式。
喷射式喷嘴工作原理：利用高压水喷嘴产生旋转运动，使高
压水流以较高的速度通过喷嘴时产生冲击和强烈的反弹效应，将
高压水流分裂成许多小水滴并呈分散状态喷射到空气中。
由于空
气受冲击而膨胀，其体积便增加了2~3倍。
—— 1 —1 —。
双流体雾化喷嘴工作原理
双流体雾化喷嘴工作原理
1.基本构造
2.气体和液体的混合
当高压气体进入气体喷嘴时，由于气流在进口处的加速作用，周围的
气体会被带入气体喷嘴内。
同时，液体被液体喷嘴靠近的气流引导进入气
体喷嘴。
3.双流体的撞击和剪切
在气体和液体进入气体喷嘴后，由于速度和方向的差异，气体和液体
会发生撞击和剪切。
这种动力作用会将液体剪切成细小的液滴，并将其包
围在高速气体的流动中。
4.雾化效果
当细小的液滴被高速气流包围时，它们的表面积会大大增加，从而使
液体更容易蒸发或更易于在周围的环境中扩散。
这样，液体就会以微小的
液滴或颗粒的形式喷出，形成雾化效果。
总体而言，双流体雾化喷嘴的工作原理是通过将高压气体和液体混合，并利用气流的撞击和剪切作用将液体分散成细小的液滴，从而实现喷雾的
目的。
这种喷嘴具有喷射范围广、液滴细小、均匀度高等优点，适用于多
种喷雾应用领域。
船用柴油机SCR系统双流体雾化喷嘴研究
船用柴油机SCR系统双流体雾化喷嘴研究吕林;陈悦【摘要】For SCR systems , the urea entering the exhaust pipe in the form of spray , and the atomization characteristics have influences upon the evaporation , decomposition and deposit of urea .Due to working conditions of high exhaust mass flow and low exhaust temperature , marine SCR demands for higher performance of atomization characteristics .A new model that cou-pled two-phase flow in injector and spray field for the two-fluid atomizing nozzle is developed .Specifically , the numerical model is applied in simulating the atomizing process of urea .According to the results of LSA-Ⅲ Laser particle size tester and highspeed camera, the model can describe accurately the atomizing process of urea and used in numerical simulation of flow field .%考虑到在SCR系统中尿素水溶液以喷雾的形式进入排气管,喷雾对尿素水溶液的蒸发、分解,以及沉积物的生成均有影响,船用SCR的工作环境具有排气流量大、排气温度低等特点,其对尿素喷嘴的雾化特性提出了更高的要求,通过建立喷嘴内气液两相流和喷嘴出口流场的耦合模型,对喷嘴的内部流动及喷雾发展过程进行分析,激光粒度分析仪和高速摄像机的试验结果表明,该模型可以准确描述尿素水溶液的雾化过程,可为喷嘴的优化设计提供理论依据.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2016(045)001【总页数】6页(P66-70,77)【关键词】柴油机;Urea-SCR;尿素喷嘴【作者】吕林;陈悦【作者单位】武汉理工大学能源与动力工程学院,武汉430063;武汉理工大学能源与动力工程学院,武汉430063【正文语种】中文【中图分类】U664.12;TK421船舶排放主要来自其使用的燃料——燃料油(重柴油及渣油)和柴油[1]。
双股射流碰撞雾化特征实验
双股射流碰撞雾化特征实验
首先，准备一个实验装置，该装置由两个喷嘴、一个烟雾箱和一个测
量系统组成。
其中，两个喷嘴分别连接到两个高压气源和两个液体储罐，
可独立控制气体和液体的流量。
烟雾箱用于收集生成的雾化液滴，测量系
统包括高速摄像机和粒径分析仪。
实验分为三个步骤：确定最佳操作参数范围、进行双股射流碰撞雾化
实验和分析结果。
首先，在不同压力和流量下，分别测量气流速度和液体流速，并记录
相关数据。
通过分析数据，确定最佳操作参数范围，包括气流速度、液体
流速和碰撞位置等。
接下来，根据确定的最佳操作参数范围，进行双股射流碰撞雾化实验。
在实验过程中，通过高速摄像机记录碰撞过程，并收集生成的雾化液滴。
同时，使用粒径分析仪对雾化液滴进行粒径分布测量，得到雾化液滴的平
均粒径和粒径分布情况。
最后，分析实验结果。
通过比较不同操作参数下的实验结果，可以得
出双股射流碰撞雾化特征与操作参数之间的关系。
例如，可以探讨气流速
度对雾化液滴大小和分布的影响，液体流速对雾化液滴数量和飘散程度的
影响，碰撞位置对雾化液滴形状和速率的影响等。
通过实验和分析，可以得出双股射流碰撞雾化的特征：雾化液滴的平
均粒径随气流速度的增加而减小，液体流速对雾化液滴分布情况的影响较大，碰撞位置对雾化液滴的形状和速率产生明显变化。
此外，还可以得到
最佳操作参数范围，为后续应用提供参考。
总之，本实验通过双股射流碰撞雾化的特征实验，可以有效地探究此雾化方式的特性，并为相关领域的应用提供理论和实验依据。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
本科毕业设计（论文）任务书
毕业设计（论文）题目：双流体喷嘴雾化过程的模拟分析
适用专业：热能工程
下达任务日期：2014. 2.24
关键词：喷雾，流动，速度场，模拟
内容要求：（阐明与毕业设计（论文）题目相关、需要通过毕业设计解决、或通过毕业论文研究的主要问题。
后面应列出建议学生在毕业设计（论文）前期研读的重要参考资料（书目、论文、手册、标准等）
本毕业设计课题利用Fluent 6.3对双流体喷雾过程进行数值模拟，探讨不同的工况下的喷雾流场包括压力场、浓度场、速度场的分布规律。
毕业设计旨在提高学生综合运用基础理论知识的能力，培养其独立分析实际问题、解决实际工程问题的能力。
本课题可以促进学生掌握流动、传热与传质的基本理论，熟悉液体雾化设备的基本结构与原理，培养其工程设计、科学实验与理论分析的基本技能，锻炼其计算、数据处理、数据分析等基本能力。
参考文献：
1陶文铨编著. 数值传热学. 西安交通大学出版社, 2001.
2曹建明编著. 喷雾学. 机械工业出版社, 2005.05.
3王福军编著. 计算流体动力学分析CFD软件原理与应用. 清华大学出版社, 2004.09.
4王瑞金，张凯，王刚编著. Fluent技术基础与应用实例. 清华大学出版社, 2007.
5侯凌云，侯晓春编著. 喷嘴技术手册. 中国石化出版社, 2002.
6《工业锅炉设计计算方法》编委会，工业锅炉设计计算方法，中国标准出版社，2005
7范维澄等.计算燃烧学.合肥市：安徽科学技术出版社, 1987.
8Lefebvre, A. H.. Atomization and sprays [M]. New York:Hemisphere, 1989.
9程勇，汪军，蔡小舒. 旋流燃烧室中NO 排放的数值计算. 上海理工大学学报.2004，V ol.26
10周力行. 湍流气粒两相流动和燃烧的理论与数值模拟.[M].北京：科学出版社，1994
11 A Datta，S K Som. Combustion and emission characteristics in a gas turbine combustor at
different pressure and swirl conditions. Applied Thermal Engineering 19 (1999) 949-967
12舒宝万，毛羽. 雾化效果对液雾燃烧过程影响的数值模拟.工业炉.2004，26(4)
13张波，尧命发，郑尊清，陈征. 正庚烷均质压燃燃烧特性和排放特性的实验研究. 天津大学学报.2006，39（6）：663-669
14刘霞，葛新锋.FLUENT软件及其在我国的应用.能源研究与利用，2003.2，pp36-38
方法要求：（阐明与毕业设计（论文）问题解决和研究相关的实验、设计、调研方法和技术路线。
）
一、需要解决的问题：
通过了解气泡雾化喷嘴的雾化机理、学习Fluent软件的使用，根据现有实验装置构建数学物理模型并划分网格，对喷嘴喷雾过程进行数值模拟，分析入口条件对燃烧室内流场、温度场、浓度场、压力场的影响规律；同时尝试利用PDA对气泡雾化喷嘴的喷雾流场进行诊断，分析颗粒平均直径、流速等的空间分布规律。
二、技术路线：
1、查阅相关文献资料，了解气泡雾化喷嘴的雾化机理以及喷雾流场特性。
2、学习Fluent 6.3软件，掌握湍流模拟的相关数学模型的使用。
3、根据实验装置，构建喷雾过程的物理模型，进行网格划分，进行冷态流场的模拟与理论
分析。
4、在不同边界条件下，对喷嘴喷雾过程进行模拟，分析不同工况和入口参数对流场结构、
浓度分布、压力场分布以及粒径分布的影响规律。
5、了解PDA的工作原理以及利用PDA对喷雾流场进行诊断、分析喷雾的粒径分布、速度
分布规律的基本方法。
最终成果要求：
要求按期提交各阶段报告。
设计完成后，需提交毕业论文一份，其内容包括不同边界条件下喷雾过程下的速度场、浓度场、压力场的对比结果。
过程要求：（提出毕业设计（论文）的周工作进度、工作质量、阶段成果要求。
）工作进度与阶段性成果要求：
1.15-1.26，选题阶段。
2.27-
3.1，任务书下发。
3.1-3.21，毕业设计调研阶段。
根据设计题目查阅文献，了解喷嘴雾化过程和喷雾流场分布规律，了解FLUENT软件的使用，提交纸质调研报告。
前期工作阶段。
深入了解喷雾过程，学习Fluent 6.3计算软件，根据实验装置，建立物理模型。
学习网格生成技术，对物理模型进行网格划分；进行英文文献翻译。
提交前期工作报告。
3.22.-
4.18，深入学习Fluent6.3软件提供的湍流模型，建立冷态流场模拟的数学模型；利用PDF模型进行喷雾过程。
提交中期报告。
4.19-
5.21，分析不同边界条件和入口条件（压力、流量、气液比等）对喷雾过程的速度场、浓度场、压力场和粒径分布的影响规律。
提交论文初稿。
5.21-
6.1，论文初稿教师评阅，论文修改；对不同工况下的喷雾特性进行对比分析和诊断。
6.1-6.15，提交论文定稿以及理论分析、计算说明书等材料，论文评阅，修改，答辩文件组织，论文答辩
2014/2/24。