喷嘴结构设计与流场分析毕业设计说明书+CAD图纸(15)
时间:2016-12-17 23:37 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
6.4.2 设置离散相模型 对非稳态离散问题的设定，一般分为： （1） 定义喷射源（injection） 喷射定义离散相喷射类型及初始条件信息、颗粒流数、颗粒类型、颗粒物质、湍流引起的颗粒弥散类型等。对空气辅助雾化喷嘴的各项设定如下： 颗粒流数：60； 点属性设置如下： 液滴初始位置：（0，0，0.0015）； 温度：300K； 液滴初始质量流量：0.0053kg/s； 喷射持续时间：100s； 喷嘴内径、外径：根据具体喷嘴尺寸设定； 喷雾半锥角：25°； 相对速度：不同的运行结构参数、压力相对速度不一样； 液膜破碎常数：12； 索带常数：0.5； 喷雾扩散角：6° 指定颗粒类型：Droplet和颗粒物质：water-liquid； （2） 定义界面相互作用 激活Interaction with continuous phase，使离散相和连续相相互作用； 在Number of continuous phase Iteration per DPM Iteration栏输入100；此选项控制着在气相每个迭代计算的时间间隔内离散相的迭代解，即在每一个迭代步长内，对颗粒轨道进行100次迭代计算。对于喷雾问题，此选项输入较大的数值会使计算结果更加理想。 （3） 选择雾化模型 激活液滴碰撞和TAB破碎模型，保持默认波动破碎常数。 （4） 颗粒曳力的选项 在Drag parameters属性框中的Drag Law下选框中可以选择五种曳力选项。动态曳力Dynamic-drag定律只有在计算非稳态颗粒跟踪时选择了TAB 或WAVE液滴破碎模型之后才是可选的，这里选择Dynamic-drag。 （5） 非稳态颗粒跟踪设定 需要注意的是在非稳态离散相计算中，用户不可以使用可调整时间步长算法。对于瞬态流动模拟，颗粒轨道的计算可以先于流体流动计算。激活Unsteady Tracking选项。 6.4.3 模拟结果 本文首先通过FLUENT模拟，计算出喷嘴胶水液体进口的速度大小和出口压力大小，气体的进口压力及出口压力按给定数值，进而进行下游喷雾场的模拟。先采用k-ε模型模拟对流场进行数值模拟，然后采用DPM模型模拟液雾颗粒。在流场收敛后，再加入颗粒。一般需要提前给定液雾的初始条件，主要包括：液雾的颗粒尺寸分布、速度及入射角度等，以上初始条件可以通过试验获得。但是在实际情况中，由于喷嘴出口处的液雾比较密集，难以进行准确的测量，因此这些初始条件是参考试验结果而设定的。 图6-3 喷嘴胶水出口监视窗 图6-4 喷嘴的能量监视窗 图6-5 喷嘴0.8mm，1mm，1.3mm平行喷洒方向XZ平面粒子直径 从图中可以看出0.8mm孔径的喷洒粒径集中在1.35×10-6m~6.81×10-7m之间 1.3mm孔径集中在1.5×10-6m~7.5×10-7m之间。孔径越小喷洒粒径越小。 图6-6 喷嘴0.8mm，1.3mm平行喷洒方向XZ平面速度矢量图 从图中可以看出1.3mm孔径的气体速度集中在95.2m/s~127m/s之间 0.8mm孔径集中在102m/s~131m/s之间。 图6-81.3mm，1mm，0.8mm喷嘴平行喷洒方向YZ平面速度矢量图 从图中可以看出喷嘴流道处的壁面及出口拐角对喷雾角的影响较大。孔径越小影响程度越高，在相同流量时也会影响液体流速 图6-9 0.8mm，1mm，1.3mm喷嘴YZ平面平面粒子直径 由于介质在经过喷嘴口喷出后会雾化角，在本次设计过程中由于在同一平面内有三个喷孔，介质之间会形成气液交叉的现象。1.3mm的喷孔在距喷嘴口中心线喷洒方向的4.3mm处，0.8mm口径的喷嘴在喷嘴口中心线喷洒方向的5.2mm处。 图6-10喷嘴1.3mm，1.0mm，0.8mm，z=0mm粒子直径图 图6-10喷嘴1.3mm，1.0mm，0.8mm，z=100mm粒子直径图图6-11不同气液相对速度的平均直径 (责任编辑：qin) |