喷嘴结构设计与流场分析毕业设计说明书+CAD图纸(2)
时间:2016-12-17 23:37 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
早在20世纪初，人们就开始进行喷嘴及其雾化性能的理论与实验研究，试图由喷嘴的几何尺寸、工作参数、工作介质的物性、燃烧室等参数的研究来预测喷雾及燃烧性能。研究涉及到喷雾性能表征参数的选择，即选择能全面反映雾化液滴的大小、速度及其分布等方面的参数；喷嘴自身的结构型式，从而发展了各种各样的喷嘴；工质的物性影响，从而采取措施，使物性的影响向有利于雾化及混合的方向发张，如在重油雾化器中采取加温措施，减小粘性的影响；环境参数的影响，采取各式各样的环境舱，研究气流密度、温度、速度对雾化的影响，以及实验测试技术，发展了机械、电子、光学等多方面的测试研究手段[1]。近一个世纪以来，人们为此投入了大量的精力和物力，取得了诸多成果[1]。 本次设计的给定的参数：所提供的足够的进口压力,要求喷嘴流量达到5ml/s。环保型快干水性胶粘剂NEL-106W 粘度：大于50mPa.s/25°C 小于1000mPa.s/25°C，密度：1.06g/cm3。要求设计两个气液两相混合喷嘴，满足在工作台上获得良好的雾化效果，粒径均匀且最大雾化直径达到要求。 气体辅助雾化喷嘴是一种较为新型的雾化喷嘴，相比常规的雾化喷嘴具有雾化质量较高、耗气量小等特点，逐渐引起人们的重视，并已开始应用于重、渣油等高粘度液体的雾化过程当中。为了将气体辅助雾化喷嘴的优点应用到喷胶中，有必要对气体辅助雾化喷嘴的雾化特性做深入的研究。本文通过理论研究和试验相结合的方法，研究了气体辅助雾化喷嘴的雾化特性。通过对气体辅助雾化喷嘴特性的研究，分析各种因素对雾化效果的影响，主要包括以下几种影响因素：在气体辅助雾化喷嘴中，空气注入压力对雾化质量影响较大，空气注入压力提高，雾化颗粒直径减小。随着气液比的增加，雾化颗粒平均直径呈现下降趋势明显趋缓。液体流量以及喷嘴出口速度对雾化效果也有影响，在设计流量范围内，流量越大，雾化效果越好。随着气体喷嘴出口速度的增大而减小。气体注入孔径大小在低气液比时，对雾化效果影响显著。 针对常规雾化喷嘴气耗率较高的缺点，采用雾化喷嘴技术实现降低气液比，较大幅度节约能耗，提高雾化质量。气体辅助雾化喷嘴具体来讲，它的优点有如下三个方面： (1) 注入气体的压力比其它型式雾化喷嘴所要求的压力高，可以获得较好的雾化效果。 (2) 气体的流率比其它双流体雾化方式小，即气液比比较小的情况下即可达到较小的雾化粒径。 (3) 流体粘度影响雾滴平均粒径的程度不大。 1.2 本文研究原理及内容 1.2.1 课题原理 液体雾化的过程实际上就是大片的液体变成小液滴的过程。一般认为表面张力起到阻止液滴分裂的作用，而雾化过程正是内外力共同作用下，破坏这种阻止作用的过程。 在没有分裂外力的作用时依据参与相态及能量来源可分为单向流和两相流雾化；根据气液两相接触方式可分为交叉流雾化和非交叉流雾化；根据气体的状态可分为低压鼓风雾化和气体辅助雾化；根据液体的状态可以分为预膜式和液柱式雾化；根据喷嘴的结构特点可分为无混合室喷嘴雾化和有混合室喷嘴雾化[2]。 研究表明，喷嘴雾化过程主要受到四种不同力的控制，即气动阻力、黏性力、液体的表面张力和惯性力。这四种力之间的相互作用，使连续的液注发生分裂、破碎。一般认为喷嘴雾化过程分为射流雾化过程与液膜雾化过程。 液体的雾化过程就是液体在内外力的共同作用下，产生变形、分裂、破碎成为大量的离散的液滴颗粒的过程。由于喷嘴的形式不同，液体从喷嘴射出的形态互有差异；但是大体老说共有两种形态，即液膜射流和圆射流。液膜射流是液体以膜状的形式从喷口喷出，有平面液膜射流、扇状液膜射流及环状液膜射流等。圆射流是液体从圆孔出口以一定速度射出时的流态，呈圆柱状。 (责任编辑：qin) |