基于Fluent的超高压撞击流乳化喷嘴的优化分析

摘要

高压液体通过喷嘴加速,形成高速射流,与相反方向的另一股射流相互撞击,发生强烈的相互作用,产生强烈的径向和轴向湍流速度分量以及狭窄的高压高速湍流区,在此区域内,相间或液滴间的碰撞互磨产生的挤压力和剪切力使流体被细化。本文从液体连续相撞击流的两个特征:微观混合和压力波动入手,逐一分析了撞击速度与微观混合、压力波动的关系,得出了压力波动与撞击流速度u0成正比关系,微观混合与u30成正比的规律。同时,用流体模拟软件Fluent对喷嘴的结构和尺寸进行优化,并得出最合理的喷嘴结构和尺寸。模拟认为:在相同压力下,采用矩形槽,出口孔径为0.2mm,槽的深度为0.27mm的结构时撞击速度达到最大,并通过实验验证了这一结论。