自激振荡气溶性雾化射流发生机理及其改善研究

摘要

针对目前气溶性射流清洗喷嘴的结构特点，本文提出了一种新型自激振荡气溶性射流清洗技术。通过水介质依靠自身动力进行雾化寻找突破，将自激振荡理论应用于水射流的雾化，结合气液两相流理论，利用自激振荡射流的技术优势，可使清洗设备大大简化，工作可靠性得到进一步提高，而且能够提高清洗效果，极大的节约工业用水资源。本文在深入分析并研究了气溶性射流及自激振荡的发生机理的基础上，对喷嘴结构进行了改善。
　　首先，从理论上阐述了自激振荡脉冲射流的空化特性及气溶性射流的雾化机理，构建了自激振荡脉冲射流的空化模型以及气溶性射流的气液两相流数学模型。
　　其次，分析了拉法尔喷嘴的理论设计方法及自激振荡脉冲射流雾化的发生机理，找到了影响雾化性能的重要参数，初步设计出新型气溶性自激振荡脉冲射流雾化喷嘴。
　　最后，分析了自激振荡腔室内部空化区域特征流场，并进行了数值模拟，根据其对自激振荡脉冲射流雾化的影响，找到了最佳结构参数及其配比，对自激振荡脉冲射流雾化喷嘴的腔室结构进行了优化。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 本文研究的目的与意义

1．2 自激振荡脉冲射流雾化国内、外研究现状

1．3 研究目标、研究内容

1．3．1 研究目标

1．3．2 本文研究的内容

第2章 非定常空化理论及射流破碎机理

2．1 射流空化理论

2．1．1 空化初生

2．1．2 空化数的确定

2．1．3 自激振荡空化初生机理

2．2 射流破碎机理

2．2．1 射流的破碎模式

2．2．2 射流雾化方式

2．2．3 影响喷嘴雾化能力的因素

2．2．4 改善喷雾效果的方法

2．2．5 气液两相数学模型

2．3 本章小结

第3章 拉法尔喷嘴气溶性射流流动特性

3．1 气溶性射流喷嘴介绍

3．2 气溶性射流的工作原理

3．3 拉法尔管简述

3．4 拉法尔喷管的理论基础

3．4．1 喷管截面变化对气流速度的影响

3．4．2 截面变化对喷管其它参数的影响

3．4．3 喷嘴的设计计算

3．5 气溶性射流的流动特性

3．5．1 拉法尔喷管内部不同粒径的速度分析

3．5．2 拉法尔喷管外部不同粒径的速度分析

3．5．3 拉法尔喷管外部流场液滴射程分析

3．6 本章小结

第4章 自激振荡气溶性雾化射流的设计

4．1 引言

4．2 自激振荡的机理分析

4．2．1 自激振荡发生条件分析

4．2．2 扰动波的有效反馈条件

4．2．3 Strouhal数的计算

4．2．4 自激振荡脉冲喷嘴的频率分析

4．3 自激振荡气溶性雾化射流的设计

4．3．1 自激振荡雾化喷嘴下喷嘴改进

4．3．2 自激振荡雾化喷嘴碰撞壁的选择

4．3．3 腔室内壁流线过渡区壁面曲线的改进

4．4 自激振荡气溶性雾化射流的初步结构设计

4．5 本章小结

第5章 自激振荡雾化射流参数数值优化

5．1 自激振荡流场区域分析

5．2 自激振荡流场空化区域的结构特性

5．3 喷嘴结构参数对自激振荡脉冲射流雾化的影响

5．3．1 下喷嘴直径的影响

5．3．2 腔室长度的影响

5．3．3 腔室直径的影响

5．3．4 腔室长径比的影响

5．3．5 上喷嘴压力、流速的影响

5．3．6 下喷嘴出口锥角的影响

5．3．7 对腔室内部直角、锐角边的改进

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 全文总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文