基于雙層霧化器設(shè)計(jì)的氣體流場和霧化過程的模擬研究.pdf

1、材料制備技術(shù)中，噴射成形以快速凝固的特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。霧化過程是噴射成形的關(guān)鍵，霧化器使金屬液獲得高能量和高速度，影響霧化效率、霧化范圍、霧化質(zhì)量及穩(wěn)定性，決定坯錠性能，在霧化過程中有重要作用。
　　本文設(shè)計(jì)了一種新型雙層復(fù)合式霧化器，由上層約束式霧化器和下層開放式霧化器組成，氣室中增加擋板結(jié)構(gòu)，以避免單向進(jìn)氣和雙向進(jìn)氣造成的壓力和氣體流速不均等現(xiàn)象。
　　本文首先通過 Fluent進(jìn)行流場狀態(tài)模擬，探究新型雙層復(fù)合式霧化器

2、結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)對氣體流場的影響，確定新型雙層復(fù)合式霧化器的最佳結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)。然后，利用 Fluent對初次霧化、二次霧化以及霧化后液滴在流場中的運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行模擬分析，從而深入了解霧化過程中液柱和液滴的破碎機(jī)制。最后，進(jìn)行水霧化模擬實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證模擬結(jié)果。
　　通過對不同狀態(tài)下流場的對比分析得出新型雙層復(fù)合式霧化器的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：上層霧化器出氣口交角30°，下層霧化器的中心孔徑60 mm，出氣口交角60°，下層霧化器出氣口位于導(dǎo)液

3、管口上方5 mm；上層霧化壓力0.4 MPa，下層霧化壓力2.0 MPa時，流場比較穩(wěn)定。
　　通過對霧化過程的分析以及霧化后液滴運(yùn)動情況的觀察得出：初次霧化時，隨著上層霧化氣體速度的增高，液柱的破碎模式由波動破碎向液膜破碎轉(zhuǎn)變；二次霧化時，韋伯?dāng)?shù)（We）增大，液滴越容易破碎；霧化后液滴在流場中的運(yùn)動受自身動能影響，動能大的受流場影響小。
　　通過水霧化模擬實(shí)驗(yàn)對模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明該雙層復(fù)合式霧化器工作性能良好，不同