基于CFD及正交试验的喷嘴雾化性能研究

为了找到喷嘴最佳喷涂效果时的喷嘴几何参数组合,通过数值分析和试验进行了研究。利用Fluent软件搭建了简化的雾化喷嘴模型,通过正交试验原理,研究了喷嘴气液夹角、喷嘴出口直径、喷嘴出口缩进距离3个结构参数综合作用下的喷嘴雾化性能。搭建了喷雾试验台并进行喷雾试验。仿真和试验结果表明:喷嘴结构组合为气液夹角为30°、缩进距离1.5mm、喷嘴出口直径1.5mm时,雾化效果是最好的。     

脱模剂喷涂喷嘴数值模拟及雾化特性研究

为了找到喷嘴最佳喷涂工况下喷雾的粒径和粒速,通过数值分析和试验分别进行了研究论证。首先利用Fluent软件搭建了简化的雾化喷嘴模型,研究了喷雾连续相时雾化气体速度和离散相时喷雾粒径的分布情况。其次,搭建了喷雾试验台并进行喷雾试验。仿真和试验结果表明:雾化气体速度在轴线方向随距离增大而明显减小,在径向方向上呈正态分布;雾化粒径随着雾化气压的增大逐渐减小,但却随着雾化液压的增大而增大。     

基于剪切效应的气动雾化喷嘴试验研究

提出一种基于剪切效应的气动雾化喷嘴,对影响雾化质量的喷嘴结构参数进行试验研究.设计了3种气流孔径分别为8.0,9.0,10.0 mm的喷嘴,以自来水为工质,采用激光粒度分析仪和激光多普勒测速仪对不同喷嘴的雾化性能进行测量;描述气流孔径和气体流量对雾化微粒直径与速度分布的影响,量化并分析雾化微粒直径与速度之间的关系.结果...     

小型气液射流泵内部流场数值模拟及优化选择

为深入研究采用空气作为工作流体的气液射流泵性能和特征,设计了不同结构的气液射流泵试验模型.应用VOF方法,结合k-ε湍流模型,根据试验所得数据确定边界条件,对相同工作气体压力和不同参数下的气液射流泵内部流动进行了数值模拟.模拟结果表明,带有扩张式喷嘴的气液射流泵流体的速度和静压分布情况比非扩张式喷嘴的气液射流泵的好;喉嘴距为5mm气液射流泵的速度分布情况较佳;混合室直径为6 mm的气液射流泵的速度分布情况较好.带有扩张式喷嘴喉嘴距为5 mm及混合室直径为6 mm的气液射流泵有较好的速度分布.     

气泡雾化喷嘴气体溢出过程声波信号的时频特征研究

通过自建的气泡雾化喷嘴射流可视化实验平台对射流中气体溢出过程进行了声波信号采集和图像观测。采用自适应最优核(AOK)与希尔伯特-黄变换(HHT)边际谱两种时频分析方法对采集到的声波时频信号进行了处理和分析。结果表明:气泡溢出喷嘴时会导致声波信号AOK时频谱幅值的增加;时频谱幅值随时间的变化可以反映喷孔处气体溢出量的实时变动;声波信号的HHT边际谱能量主要集中在一定频率范围内,且在频率轴上的分布与气液两相压力、气液混合状态等因素有关;边际谱能量关于某一中心频率呈近似对称分布,且该中心频率与气泡压力相关,而与气泡大小关系不大;声波信号的时频分析结果能很好地捕捉到气泡雾化喷嘴射流时气相在溢出过程中的变化。声波信号时频分析方法可作为气泡雾化喷嘴射流研究的一个有效途径。     

气力式雾化喷嘴最佳气耗率的试验

采用液体旋流式气力雾化喷嘴对水进行雾化特性试验,以雾滴索太尔平均直径和粒径分布作为主要判断指标,确定了最佳气耗率的选取标准,分析了最佳气耗率与液体流量变化之间的规律。研究表明：不同内径的气力式雾化喷嘴在其液体流量改变时,均对应有不同的最佳气耗点。回归拟合了最佳气耗率的经验公式,与试验数据基本吻合。     

双流体喷嘴雾化控制特性研究

双流体喷嘴具有雾化效果稳定、显著节能、药量调整范围大和优异的抗堵塞性能等特点,对于提高施药精确性、降低药液浪费和减少环境污染有重要意义。为此,将双流体喷嘴用于猕猴桃园喷雾,使用自主搭建的双流体喷雾试验平台,采用了扇形喷嘴、圆形喷嘴、广角圆形喷嘴3种喷嘴,进行了不同气压下雾化流场的喷雾试验,研究了最佳液体压力恒定的情况下,气路气压的变化对雾化角、贯穿距、流量及压力损失等雾化特性参数的影响。结果表明:扇形喷嘴优于圆形喷嘴和广角圆形喷嘴;随着气压的增大,喷雾的贯穿距先增大后减小;随着气压的增大,雾化角呈现先增大后减小的趋势;随着气压的增大气体流量增大,液体流量减小,气路压力损失较大。对猕猴桃园来说,气压在2.5bar时,选用扇形喷嘴较为适宜,为气液双流式变量喷雾的研究奠定了基础。     

双流体荷电雾化的PDA实验

液体荷电雾化技术能够有效降低雾化的粘滞阻力,提高雾化效果,在雾滴形成后电场能减小雾滴表面张力,使雾滴产生二次雾化,进一步减小雾滴粒径,同时可以提高雾滴粒径尺度的均匀性.以空气、水为介质对自行设计的双流体雾化喷嘴进行了实验研究,获得了不同荷电电压与液气比下的雾滴粒径、雾滴轴向射流速度及雾滴的轴向湍流脉动强度,利用相关技术实现了对气液两相速度和湍流脉动强度的测定,探讨了荷电电压对雾滴粒径、轴向射流速度及湍流脉动强度的影响.     

基于PDPA的双流体撞击式喷嘴雾化特性研究

使用自主搭建的一套基于相位多普勒粒子分析仪(PDPA)的开放式雾化试验台,开展了不同工况下双流体雾化流场的测试试验,研究了气体流量和水流量对雾化特性(包括喷雾锥角、有效射程以及雾滴粒径、速度、个数的分布)的影响。结果表明:随着气体流量的增大以及水流量的减小,喷雾锥角呈增大趋势,雾滴的索特平均直径(SMD)、速度以及个数均呈减小趋势,而有效射程随着气体流量以及水流量的增大而增大;随着轴向距离的增大,雾滴的SMD、速度以及个数均呈现增大的分布规律;随着径向距离的增大,雾滴的SMD呈增大的分布规律,而雾滴速度以及个数呈现先增大后减小的分布规律。气体流量和水流量对喷嘴出口与振动头之间区域的湍流程度、对冲现象有明显影响,进而显著影响雾化特性。当气体流量为0.8 m3/h、水流量为35 L/h时,与优化前(气体流量为0.95 m3/h、水流量为40 L/h)相比,SMD减小了21.50%,有效射程、雾滴速度、雾滴个数分别增加了10.26%、39.08%、61.54%,喷嘴雾化能耗降低的同时综合雾化效果得到了提升。     

基于ANSYS雾化喷嘴流场分析及参数优化

喷嘴是喷雾作业的终端件,也是核心部件之一。喷嘴的锥形面处是流场速度和压力变化的关键部位,喷嘴入口对喷嘴出口流量和速度有很大影响。为此,运用ANSYS软件模拟了液力式雾化喷嘴的内部流场和喷嘴外部雾化场雾滴分布和速度分布情况,对比分析了不同结构参数对喷嘴流场的影响,为喷嘴结构参数的合理选择提供了一定的参考。     

高压静电喷洒灭蝗车性能试验

为了控制和防止蝗灾大面积爆发,开发了高压静电喷洒灭蝗车.考察了双流体雾化喷嘴各控制参数之间的相互关系,发现改变气液压力配比可以有效调节双流体喷嘴的喷量和雾滴粒径.在此基础上,对高压静电喷洒灭蝗车进行雾滴沉积特性试验和草原灭蝗试验,雾滴粒径和沉积分布在射程方向上呈现双峰特性,蝗虫杀灭率可达93%,喂毒性药剂的灭蝗效果比触杀性药剂好.     

气泡雾化喷嘴泡状流喷雾特征试验与仿真

建立了气泡雾化喷射可视化试验系统及喷嘴内部和喷雾场中气液流动模型;采用试验和仿真方法对一特定可视化喷嘴的泡状流喷雾特征进行了研究。结果表明,喷雾表面存在气相膨胀凸起现象,气相膨胀凸起宽度随液相流量和气液质量比增加而增大,凸起间距随气液质量比增加而减小;在相同气液质量比下,喷雾锥角随液相流量增加而增大,较高液相流量时液相流量的影响变弱,喷雾贯穿距在较低气液质量比时随液相流量增加而增大,较高气液质量比时则减小;低气液质量比时,喷雾形态受气液质量比影响明显,喷雾锥角和贯穿距随气液质量比增加而增大;液滴碰撞率随喷雾轴向距离增加而减小并逐渐趋于稳定;喷孔出口气液流量脉动对喷孔出口截面附近液滴轴向速度的影响只局限于很短距离内;随着与喷孔出口轴向距离增加,液滴直径分布范围变宽、液滴峰值数量减少,液滴峰值直径和液滴直径分布向大直径方向移动;随着与喷孔出口轴向距离增加,大尺度液滴区内液滴粒径增大,大尺度液滴区的径向范围变宽。     

新型气液混合喷油刀梁设计及数值模拟

针对传统刀梁采用单一防锈油液喷涂存在耗油量大、环境污染严重、表面雾滴沉积性及吸附性较差等缺陷,设计了新型气液混合静电喷油刀梁,建立了其几何模型及数学模型,确定了刀梁设计的关键计算参数.研究结果表明:气液相在新型喷油刀梁混合室产生旋涡流场,使得油液与气体充分混合与破碎,气液速度呈纵向轴对称分布,最大速度值和最小速度值分别为4.310m/s和0.287 m/s,最外层等值线处雾滴速度值约为0.293 m/s,且刀梁刃口雾滴速度均匀性较好,雾滴呈发散状分布,喷涂范围较宽;气液相经第2次混合,在刀梁引射区至刃口的渐宽缝隙中,雾滴速度逐渐降低,液相中较高压力的气体泡逐渐膨胀,使得雾滴进一步破碎;当喷涂仿真时间分别为0.000 1 s时和0.002 6 s时,刀梁刃口处雾滴最大粒径分别为70.76μm和32.94μm,随着仿真时间增大,雾滴粒径逐渐变小,分布趋于稳定,提高了气液相雾化效果和表面喷涂质量.     

二流体雾化器雾化过程仿真及实验

探究了二流体雾化器液膜破碎过程与液滴形成过程,对不同螺距和喷嘴出口形状的二流体雾化器喷嘴进行仿真研究。仿真分析了二流体雾化器的液膜形成与破碎过程,通过耦合VOF-DPM模型,成功获得了雾化过程中的液滴粒径尺寸分布,并通过实验验证仿真结果的准确性。研究结果表明：二流体雾化器中螺距对气相的速度影响较大,高速的气相从出口流出时会形成较大湍流抬升导液管附近液相;不同的喷嘴结构会导致液相延伸的长度和一次破碎完成的时间不同,气相的速度越高二次破碎能产生粒径更小的液滴颗粒;气相速度较低的喷嘴二次破碎过程以液团形式完成二次破碎,气相速度较高的喷嘴则以液带形式完成二次破碎。     

基于高速摄像技术空气喷嘴雾化特性研究

为提高农药有效利用率,基于2400×1500×1500(mm)透明雾化实验平台选用外混式空气雾化喷嘴,利用激光检测和高速摄相机拍摄,针对雾化液滴在3个自变量:气体压力、液体流量、液体温度工艺条件下,同时引入索太尔平均粒径(SMD)计算公式,展开喷嘴雾化液滴粒径特性影响的研究。并基于ANSYS Fluent17.0软件,仿真模拟喷嘴外雾化粒径。由实验获得了影响最佳工况液体流量15kg/h、气体压力0.20MPa、液体温度30℃。同时获得结论:随着液体温度、气体压力的增大,SMD值逐渐减小,雾化效果逐渐上升,农药利用率逐渐提高。     

基于Fluent仿真的喷嘴雾化锥角的数值模拟

为了研究制丝加料雾化过程中料液流量、雾化压力、料液温度与雾化锥角之间的关系,通过搭建载料雾化试验平台,针对喷嘴雾化在卷烟生产中常用工况下进行了试验,得到在不同气体压力、不同料液流量和不同料液温度情况下雾化锥角的数据和变化情况,再通过用Workbench Fluent仿真软件模拟出相应工况下的雾化锥角,提高了测得的雾化锥角的可靠性和精度,为卷烟制丝加料过程中的喷嘴雾化提供了科学依据。     

气泡雾化喷嘴的试验研究

气泡雾化是一种新型的两相流雾化方法,具有更小的雾滴直径和更低的工作压力.为此,设计了一种新型农业施药用的气泡雾化喷嘴,并对其流量和雾化特性进行了实验研究.其试验结果发现:喷嘴的雾化特性主要受气液比的影响,流量特性比较复杂, 气体流量和液体流量之间相互影响,一相流量的变化必引起另一相的流量变化;水平喷射时,颗粒直径沿径向的分布不对称,下方沿径向增大;上方基本不变.喷嘴出口直径的大小对雾化质量影响较小.     

气泡雾化技术发展及在植保上的应用前景

介绍了气泡雾化喷嘴的雾化原理、结构特点,以及国内外研究进展。气泡雾化作为一种新型的两相流雾化方法,可以在较低的工作压力和较小的气液比下获得很好的雾化效果,与常规雾化方式相比具有显著的优点,理论和试验研究表明,气泡雾化喷头完全可以应用在农药喷施技术上。     

喷嘴直径对离心泵自吸装置性能的影响

介绍了离心泵自吸装置中喷嘴的设计方法,设计了3种不同出口直径的喷嘴.基于FLUENT软件采用欧拉多相流模型模拟了喷嘴和气液混合管内部的气液两相流动,得到了喷嘴和气液混合管中间断面的动压分布和气液混合管4个断面内气相密度分布随喷嘴直径变化的规律.内部流场分析表明,喷嘴直径的增大有利于提高自吸装置的气液混合性能.同时,测试了喷嘴出口直径变化对自吸高度和自吸时间的影响.试验结果表明,随着喷嘴出口直径的增加,自吸装置的自吸高度明显增大,自吸时间显著缩短.     

气体环流生化反应器中喷嘴对传质特性的影响

根据气体动力学特性,设计了２种不同结构的喷嘴,在低高径比（Ｈ／Ｄ＝３）的气体环环流生化反应器（ＡＬＲ）模型上研究了喷嘴结构对气－液传质特性的影响,提出了液体循环速度表达式,以此为基础设计,制造出反应器,并进行了发酵培养试验,为该类型的反应器投入生产应用和容积放大奠定了基础。