离心式雾化喷嘴的数值模拟_陈彦雷

由图 3可知 ,在离心式雾化喷嘴运行的时候 ,其水流体进 入旋流室和喷嘴的喉部部位是整个喷嘴结构中湍动能最大的 地方 ,表明流体在此位置发生了较大的紊流现象 ;由图 4 可 知 ,流体进入喷嘴时 ,在连接处速度角相差比较大 ,且在喷嘴 渐扩部位产生了螺旋式的变化 ,这进一步为离心式雾化喷嘴 在工作时能产生较好的雾化效果理论提供了证据 ;图 5表明 雾化喷嘴在工作时 ,旋流室进口处和喉部处由于水流体的高 速运动 ,使得此处的压力低于整个喷嘴的其他部位 ,在此部位 容易发生气蚀现象 。当气蚀发生时 ,溶解在水体中的气体会 释放出来 ,当喷出后气泡无论破碎与否都增加了水和气体的 接触面积 ,有利于进行热能量的传递 ;图 6说明在喷嘴的进水 管与旋流室相切的一侧面上的流速大于另一侧面上的速度 , 这说明了在流场中顺畅的运动对能量的消耗较小 ,产生水体 速度的差异 ,有利于水体的离散 ,而且在吼部位置由于其过水 断面变小 ,根据流量公式可以知道 ,其速度必然较大 ,则喷射 出来的水以较高的速度喷出后 ,其喷出高程高 ,增加了与空气
︵技
术
安室
质 部
︑试
主验
管室
协
管
︶
严格坚持“三检 ”签证和专检 , 做 到随机抽样 。
按工艺流程和操作方法 ,标准 、做 到不定期抽样 。
凡发生事故 , 按“四不放过 ”进行 追查处理 ,作好记录 。
做到不偷工减料 , 坚持“对标 ”检 查 ,专检把关
开展反违章违纪活动 ,对违章违纪 者处罚率达 100%。
(4) 精心组织施工 。项目部执行区域分工包干管理制 度 , 按照本工程施工的实际状况 , 进行合理的施工工序与 人员安排 , 划分区域 、栋号责任范围 , 落实了责任人 , 分 解了责任目标 。运用计划调控手段控制施工进度 , 按照施 工实际安排编制周计划 、月计划 、分部工程计划及总进度 计划 , 对施工总体进行宏观调控 。
· 市 政 工 程 ·
离心式雾化喷嘴的数值模拟
陈彦雷 ,麦继婷 ,肖庆峰
(西南交通大学土木工程学院 ,四川成都 610031)
【摘 要 】 以无填料冷却塔中的核心元件低压雾化装置中的一个离心式喷嘴为研究对象 ,采用标准 k e湍流模型和 SIM PLE算法 ,利用 FLUENT流体计算软件 ,对其流场分布进行了数值模拟 ,得到了喷嘴在运行 时内部静态压强场的分布 、水流体湍动能强度场分布 、水流体速度角分布以及在喷嘴中心轴上的流体速度场 分布情况 。 【关键词 】 离心式喷嘴 ;数 。在标准 k - ξ模型中 ,根据 Launder等的推 荐值及后来的实验验证 , 模型常数 C1ξ、C2ξ、σk、σξ、Cμ 的取值 为 : C1ξ = 1144; C2ξ = 1192;σk = 110;σξ = 113; Cμ = 0109。
3 FLU EN T数值模型的建立
耗小于另一侧面上的能量的消耗 , 有利于水流体的离散 , 且喷出速度较大 , 则喷出高程高 , 增加了与空气的接触时 间和接触面积 , 能够取得较好的冷却效果 。
参考文献
[ 1 ] 王福军. CFD 软件原理与应用 [M ]. 北京 : 清华大学出版社 , 2004.
[ 2 ] 王瑞金 ,张凯 ,王刚. FLUENT技术基础与应用实例 [M ]. 清华 大学出版社 , 2007.
(5) 一次成优 。通过不断的过程监控 , 总结过去施工 中容易出现的质量通病 , 制定质量预防措施 , 在施工中防 止不合格品的出现 , 使质量事故消灭于萌芽状态 。
(6) 采用 “走出去 , 请进来 ”的方式 , 组织项目相关 管理人员到兄弟单位参观一些获得 “长城杯 ”的工程项目 , 开阔了眼界 , 吸收了先进经验 。请专家到工地进行指导 , 也极大地提高了我们的技术素质 。
四川建筑 第 29 卷 1 期 200 9102
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· 市 政 工 程 ·
ρ (ρξ) 9t
安全事故
发现事故隐患及时追查处理 ,并做 好记录 。
和操作工人 , 全员参与创优 , 使每个人都树立创精品的意 识 。在施工过程中通过不断检查整改 , 对暴露出的质量薄 弱环节进行 PDCA 循环 , 持续改进 。
特别是在通过北京市建筑质量协会 “结构长城杯 ”专 家组的初次现场评审后 , 针对专家评委提出的宝贵意见 , 详细分析了存在问题的原因 , 制定了整改措施 , 落实了整 改责任人和完成时间 , 指定了整改效果检查人 , 认真进行 了整改 , 进一步提高了工程质量水平 。
(1)落实施工过程的质量管理目标 、部门 、对策 (表 1) 、 程序 (图 2) 。
表 1 施工阶段的项目质量管理对策
目标展开 管理部门
实施对策
静态管理 (验收 )
对完工的分项 、分部工程及时组织 评定质量的等级 。
动态管理 (验收 )
日 工艺检查 常 质 量 质量事故 管 理
质量通病
遵章守纪
+
9 (ρξui 9xj
)
=
9 9xj
μ +σuξt
9ξ 9xj
+
μ C1ξξ 9ui i k 9xj
9ui 9xj
+
9uj 9xi
- C2ξρξk2
(5)
式中 : C1ξ、C2ξ为常数 ,σk 和 σξ分别是与湍动能 k和耗散
率 ξ对应的 Prandtl数 。
湍流速度 ut 由公式确定 :
ut
= ρCμ
部位名称 进水管段 旋流器管 渐缩管段 吼部管段 渐扩管段
直径 (mm )
32
75 75 (25) 25 25 (56)
高 (长 )尺寸 (mm ) 270
70
55
8
52
2 数学模型的建立
为了简化计算分析 ,对研究对象作如下假设 :水和固体
壁面不发生热传递或发生热传递时能量传递可以忽略不计 。
在此基础上喷嘴内水流应遵循的方程如下 [1 ] : 质量守恒方程 :
2 μ 9ui 3 9xi
(3)
该模型除应遵循上述方程外 ,还应遵循湍流运动时的湍
流动能方程 k和扩散方程 ξ:
k方程 :
ρ 9k 9t
+
9ui
9k 9xi
=
9 9xj
ρξ
ξ方程 :
μ +σut k
9k 9xj
+μi
9ui 9xj
9ui 9xj
+
9uj 9xi
-
(4)
图 1 离心式喷嘴模型
[收稿日期 ]2008 - 04 - 22 [作者简介 ]陈彦雷 (1980 ～) ,男 ,市政工程专业在读生 。
图 5 静态压力分布 图 6 Z轴速度分布图
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(下转第 236页 )
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在 fluent软件的前处理器 GAMB IT中建立三维结构模 型 ,并对其进行网格划分 ,图 2 为单个离心式喷嘴的网格模 型 [2]。
的接触时间和接触面积 ,能够达到较好的冷却效果 。 图 3 湍动能强度分布
图 4 水流体速度角分布
图 2 离心式喷嘴模型的网格划分
4 数值模拟结果及分析
利用 FLUENT软件 ,采用有限体积分法进行控制方程的 离散 ,并进行 SIM PLE算法计算 ,得到数值模拟结果如图 3～ 图 6所示 。
9p 9t
+
9 9xi
(ρui
)
=0
(1)
动量守恒方程 :
9p 9t
(ρui
)
+
9 9xi
(ρui
uj
)
=-
9p 9xi
+
9τij 9xj
+ Fi
(2)
式中 : p是静压 ,τij是应力张量 、Fi为 t方向上的外部体积
力。
应力张量由式 ( 3) 给出 :
τ ij
=
μ
9ui 9xj
+
9uj 9xi
-
(上接第 234页 )
5 结 论
(1) 最大湍动能发生在旋流室进口和喷嘴的喉部 ; (2) 在喷嘴渐扩部位产生了螺旋式的变化 , 这进一步
为离心式雾化喷嘴在工作时能产生较好的雾化效果理论提 供了证据 ;
(3) 如果发生气蚀现象时 , 发生气蚀的部位为旋流室 进口处和吼部处 ;
(4) 喷嘴的进水管与旋流室相切的一侧面上能量的消
【中图分类号 】 TU991137 【文献标识码 】 B
近年来随着经济和人口的增长 ,水资源匮乏及水源污染 日趋严重的问题已成为人们关注的焦点 。随着我国总人口 、 城市数的增加及工农业生产等行业的发展 ,水的需求量在不 断地增加 ,使我国水资源短缺与用水量不断增加之间的矛盾 更加突出 。工业节水是我国节水工作的一个重要的不可忽 视的方面 。设置冷却塔实现冷却水的循环使用是一项经济 有效的节水节能措施 ,有巨大的经济效益和社会效益 。在无 填料冷却塔中 ,雾化喷嘴装置是无填料冷却塔的核心技术元 件 。它的作用是使进入冷却塔的热水尽可能地形成细小的 水滴或薄的水膜 ,以增加水与空气的接触面积和接触时间 , 有利于水和空气的热 、质交换 ,使高温水的降温幅度较大 ,达 到工业水的循环使用的目的 。
(3) 强化技术管理 , 严格按照施工图纸进行施工 , 通 过了解施工图纸从而制定详细可行先进的技术方案 、措施 以指导施工 。加强施工规范学习 , 加强先进工艺 、先进方 案的学习 , 使广大职工做一个新工程学一门新技术 , 逐渐 地提高人的技术水平 , 创造精品工程 。