緊耦合霧化器導(dǎo)液管末端修形對(duì)氣霧化影響的研究.pdf

1、微細(xì)球形金屬粉末廣泛運(yùn)用于各行各業(yè)，其中氣霧化制粉具有粒徑小、冷卻速度高、球形度好、含氧量低等特點(diǎn)。緊耦合霧化器作為氣霧化技術(shù)核心部件相關(guān)研究備受關(guān)注。隨著近年數(shù)值模擬和可視化技術(shù)的發(fā)展，在研究緊耦合霧化器幾何參數(shù)、氣相流場(chǎng)、氣液作用、粒徑分布方面發(fā)揮重要而獨(dú)特的作用，氣液混合一直是流體力學(xué)工作者們的人們研究主題。生產(chǎn)實(shí)踐已表明在同樣霧化條件下，微細(xì)球形鋁粉一次粒度分級(jí)的細(xì)粉(d50≤10μm)收率，導(dǎo)液管尾緣經(jīng)過修形和未修形的能夠提高

2、10％-30％，達(dá)到了50％-85％，緊耦合霧化器導(dǎo)液管經(jīng)過修形能夠提高霧化效率，但是其摻混霧化機(jī)理尚未有人研究，對(duì)此深入研究具有重要意義。
　　本文主要從事氣霧化制粉核心部件緊耦合霧化器的改進(jìn)和參混原理研究。文中對(duì)二維緊耦合霧化器開展氣相模擬，搭建氣霧化射流紋影裝置和開展相關(guān)實(shí)驗(yàn);結(jié)合實(shí)驗(yàn)開展緊耦合霧化器氣液混合數(shù)值模擬;研究三維噴嘴末端尾緣修形對(duì)氣霧化影響。
　　首先對(duì)二維緊耦合噴嘴“開渦”、“閉渦”流場(chǎng)結(jié)構(gòu)研究基礎(chǔ)上研

3、究了多種工況下流場(chǎng)“桶型”波和膨脹區(qū)位置和分布。并開展空氣和水的兩相模擬，研究氣液作用核心參混區(qū)域?yàn)闅饬飨露撕突亓鲄^(qū)邊界的剪切層，并發(fā)現(xiàn)回流區(qū)形狀改變，并且總是趨于平衡的過程。
　　在對(duì)緊耦合噴嘴流場(chǎng)特性分析的基礎(chǔ)上，搭建了射流紋影實(shí)驗(yàn)裝置。隨著壓力的增加，緊耦合霧化器氣流膨脹區(qū)將增大，同時(shí)增加了霧化角。環(huán)孔霧化器也具有分流作用，氣液混合流場(chǎng)中出現(xiàn)回流區(qū)波動(dòng)以及波動(dòng)周期T=2 ms、降溫物理現(xiàn)象。小突片結(jié)構(gòu)和鋸齒結(jié)構(gòu)強(qiáng)化混合，鋸齒

4、導(dǎo)液管孔具有改變羽狀射流的情況。8鋸齒霧化效果優(yōu)于4鋸齒。
　　提出一種穩(wěn)定生產(chǎn)的新型導(dǎo)液管，通過二維氣相數(shù)值模擬研究了不同工況下不同構(gòu)型對(duì)抽吸壓力的影響，并分析不同結(jié)構(gòu)下射流波系變化以及影響因素。
　　最后，根據(jù)前者研究，進(jìn)行三維導(dǎo)液管尾緣修形（鋸齒形/無修）的氣相流場(chǎng)模擬，捕捉流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)分布，數(shù)值表明無修噴嘴流場(chǎng)結(jié)構(gòu)呈環(huán)形分布，參數(shù)分布較均勻;鋸齒形噴嘴流場(chǎng)比較復(fù)雜，鋸齒是產(chǎn)生流向渦的核心區(qū)域，在一個(gè)齒根處產(chǎn)生7對(duì)等