喷嘴结构设计与流场分析毕业设计说明书+CAD图纸(9)
时间:2016-12-17 23:37 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
dp=√(4S/π) （3-1） 式中：dp是等效直径，S是粒子的实际面积。有了各粒子的等效直径，可以将图像中的粒子按尺寸分类，于是就得到了相应流场的粒子尺寸分布，进而得到粒子平均粒径等信息。 3.3.3测量系统的系统误差 测量的系统误差主要的来源是激光片光源和CCD相机。激光片的光源主要是由其厚度和强度两项指标来确定的，激光强度决定被测量区域内的颗粒照亮的程度，而厚度则决定了其测量时取样喷雾的厚薄。为了获得较为满意的测量效果，要求激光要具有一定的强度与合适的片光源厚度，方便穿透喷雾，照亮颗粒，提高图像分辨率，特别是小颗粒的分辨率。CCD相机的分辨率是另一个主要的系统误差来源，对于本文所采用的CCD相机而言，其最小分辨颗粒粒径约为25um，由于水的雾化颗粒较小，必须对CCD相机的放大倍率作适当的调整，以提高粒子图像的分辨率，减小测量的系统误差。 3.4 实验测试与分析 为了验证数值模拟的结果，同时在实验室中采用1.3mm口径的喷嘴进行实际测试，雾化空气需为干净干燥的压缩空气；雾化介质为水，为了便于对实验结果进行观察测量，在水中混入红色墨水；同样为了便于对实验结果进行分析，统一对离喷嘴距离为150mm处的截面进行测量，在不同的测试条件下进行喷涂；喷涂后在钢板上雾化液滴彼此之间不会相互积聚，这样可以在相关仪器的帮助下观察到雾化液滴的分布情况。用PIV拍摄图像如下。实验装置如下图所示 图3-4 PIV拍摄图像 图3-5 在水压0.21Mpa，气压0.2Mpa，3.5ml/s流量下的速度流线图 图3-6 在0.21Mpa，气压0.2Mpa，5ml/s流量下的速度流线图 图3-7 在水压0.21Mpa，气压0.2Mpa，7.5ml/s流量下的速度流线图 以上图是在保持雾化压力不变的情况下，调节流量的大小所得到的图像。因为液体在喷出喷嘴后，液滴的速度越高，落到相同位置时，液滴的直径越小。由以上速度流线图可得：对于同一个喷嘴，在雾化压力不变的情况下，流量越小，雾化直径越小。 图3-8 在水压0.21Mpa，气压0.19Mpa，7.5ml/s流量下的速度流线图 图3-9 在水压0.21Mpa，气压0.21Mpa，7.5ml/s流量下的速度流线图 以上图是在保持流量不变的情况下，调节雾化压力的大小所得到的图像。因为液体在喷出喷嘴后，液滴的速度越高，落到相同位置时，液滴的直径越小。由图3-7，3-8，3-9的速度流线图可得：对于同一个喷嘴，在流量不变的情况下，雾化压力越大，雾化直径越小。 图3-10 气体压力为0.19Mpa时的效果图（200x） 图3-11气体压力为0.21Mpa时的效果图（200x） 图3-12气体压力为0.21Mpa时的效果图（200x） 从图中可以看出实验效果基本满足喷胶要求，粒径满足喷雾的需要随着气液相对速度的减小，雾化颗粒直径逐渐减小，随着雾化压力的增大，雾化颗粒逐渐减小。 随着喷嘴研究的不断发展和应用，面临着许多的压力和挑战。本文主要对本次设计的喷嘴做了一定程度的研究。本文在流场分析时忽略了重力对喷嘴的影响，在做实验时由于雾化介质是水。对于同一个喷嘴在不同的雾化压力下，雾化压力越大雾化颗粒的直径越来越小；在保持雾化压力不变的情况下随着液体流量的减小，雾化颗粒直径逐渐减小；随着雾化气压的增大，雾化颗粒分布直径越来越集中，随着雾化压力不变的情况下，随着气液相对速度的减小，雾化颗粒分布直径也越来越集中。 (责任编辑：qin) |