张宝珍[1]2003年在《针型喷嘴结构对射流特性影响的实验研究》文中指出高压水射流成套设备喷嘴为中心，因为喷嘴是形成水射流工况的直接元件，它所造成的结果直接影响到系统的各个部分。实际上，研究出性能良好，材料适宜又与主机匹配的喷嘴，将极大地提高射流效率。尽管喷嘴型式很多，但出于性能和加工的综合考虑，工程实际上应用的大多是针型喷嘴。 本论文以针型喷嘴为研究对象，利用理论与实验相结合的方法，分析了针型喷嘴的射流特性参数：喷嘴的流量(q)、流量系数(μ)、输出功率(P_(jet))、打击力(F)的性质及其变化规律。着重研究了针型喷嘴的结构参数：喷嘴的孔径(d)、长径比(L/d)、入口角与出口扩散角，从而得出最佳的喷嘴结构参数。 另外，本文对针型喷嘴的雾化特性作了一些实验研究，探讨了射流破碎的宏观特性参数：破碎长度、喷雾锥角、喷雾粒子直径。结果表明：叁者都与喷射压力和喷嘴的结构参数有关。这部分实验为工程上针型喷嘴雾化的应用作了有益的探索。 本文得出的一些结论，对于喷嘴的结构设计：在理论上，起到一定的铺垫作用；在工程应用上，为选择合理结构的喷嘴起到一定的指导作用。
李宏宇[2]2013年在《基于锥、扇型喷嘴的真空射流雾化特性研究》文中认为纳米薄膜特别是聚合物有机纳米复合薄膜,以其质量轻、柔韧性好及易于加工等特点在传感器、太阳能电池、场效应晶体管和发光二极管等光电器件领域具有广泛应用。传统的蒸发和溅射等镀膜方法由于存在高温热致烧蚀或分解等现象很难用于制备高分子聚合物有机薄膜。随着纳米材料和纳米技术的发展,基于溶液的制膜方法主要有旋涂法、丝网印刷法、浸涂法、喷墨打印法、溶胶-凝胶法(sol-gel)法等,这些方法多是在大气环境下进行,存在易污染、孔洞多及溶剂残留等问题,影响成膜质量及其光电器件的工作寿命和性能。真空环境可有效减少薄膜中空气及溶剂残留,真空喷射法充分利用真空条件及液相技术并可融合化学技术的优点,是一种制备有机薄膜的新型方法,可制备质量轻、面积大、厚度均匀可控及表面光滑致密的单层、多层或梯度聚合物有机薄膜,具有良好的研究和应用前景。现阶段关于真空喷射的文献多局限于对所得薄膜形貌和光电特性的表征,而喷嘴结构在很大程度上影响射流雾化效果,雾化效果的好坏直接决定成膜质量。本文从真空喷射法制备聚合物有机薄膜出发,利用Fluent和Gambit软件,以圆柱形喷嘴为基础,分别对锥形、锥直形、抛物锥形、双曲锥形四种锥型喷嘴和扇形、抛物扇形、扇直形、双曲扇形四种扇型喷嘴下的真空喷射射流流场进行了模拟,分析了简单直射式喷嘴结构对喷嘴性能、射流雾化结构参数的影响。发现锥型喷嘴较扇型喷嘴具有较大的喷嘴出口动压力,射流速度和贯穿距离,对周围气体的卷吸作用较大,其性能优于扇型喷嘴；直线段结构对液体具有集束、缓和作用,对喷嘴性能具有重要影响。基于锥直形喷嘴结构,本文初步建立并完善锥直形喷嘴的真空射流雾化数学模型,分析了喷射参数(真空室压力、喷射压力)和喷嘴结构参数(喷嘴直径、直线段长度和收缩角)对真空射流雾化性能的影响。结果显示喷嘴收缩角对喷嘴性能和射流雾化效果影响最大,并存在一最佳值(90。左右),使得射流初始雾化锥角最大；喷嘴出口流量随着喷嘴压力的增加近似呈负二次幂增加；锥直形喷嘴出口体积流量与喷嘴直径近似为二次幂增加关系,喷嘴直径越小,射流雾化锥角越大。本文进一步在圆柱形、锥和扇型喷嘴的基础上,研究了扇直锥形、扇锥直形、直锥扇形、直扇锥形、锥扇直形和锥直扇形六种复合喷嘴结构对真空射流雾化性能的影响；同时,在锥、扇型复合喷嘴的基础上,对变截面流量喷嘴、撞击式喷嘴和分流喷嘴下喷嘴内部流动过程和真空喷射过程进行了模拟分析。结果表明,以锥形渐缩结构作为出口的喷嘴具有较大的动压力、出口速度、流量系数、射流速度和初始雾化锥角；撞击式喷嘴的挡块坡度较大时,造成对流体的阻碍作用,而坡度较小时对液体具有导向作用,且距喷嘴出口距离越小越好；液体进入喷嘴就开始分流的喷嘴具有较大液体动压能、流量系数、射流轴线速度和喷射覆盖范围；射流速度同射流初始雾化锥角具有反比关系。本文研究结果对喷嘴结构优化和喷射参数设定具有实际的指导作用和参考价值。
林小星[3]2014年在《几种喷嘴的喷射流场模拟研究》文中提出真空喷射法是一种新型的制备聚合物薄膜的方法,传统制备方法多存在溶剂残留、孔洞多及易污染的问题,真空喷射法成膜厚度均匀,质量光滑致密,有良好的应用前景。喷嘴是喷射的关键因素,其结构和喷射形式决定了射流流场的雾化质量,进而影响成膜质量。本文综述了喷嘴的研究方法与研究现状,详细介绍了利用喷射法制备聚合物薄膜和薄膜太阳能电池的国内外研究。不同喷嘴,其结构不同,喷射机理机制也不一样,本文基于喷射理论,采用FLUETN软件模拟的方式研究了撞击型压力直射式喷嘴、压力旋流雾化喷嘴和空气辅助雾化喷嘴叁种喷嘴喷射流场和喷射粒子雾化效果,得到了叁种喷嘴部分参数对喷射过程中的流场及粒子雾化效果的情况。撞针型喷嘴在喷嘴喷口外部加上一个带梯度的撞针,撞针直径较小时对射流起引流作用,撞针直径变大后对射流阻碍作用增强。撞针直径越小,撞针背部的卷吸区域越小,速度能、动压力、湍动能在卷吸区域的损失量也越少,撞针直径越大,卷吸区域越大,各项指标损失量越大,且回复距离长,回复后的高度更小。压力旋流喷嘴流道中加入旋流室,液体通过旋流室充分旋流经喷嘴出口喷射出,不同喷射条件对喷雾形状影响很大,当喷射压力较低时,喷雾为中空型圆锥体,增大喷雾压力,得到实心锥形喷雾。同一喷口直径条件下,喷射压力增大,雾滴直径(SMD)变小同一喷射压力,喷嘴直径大的SMD较大,喷射压力相同,喷口直径大的所形成的液膜较大,破碎后的雾滴SMD也较大。空气辅助雾化喷嘴是利用空气介质辅助雾化射流,喷射参数对雾化效果影响很大,不同气液相对速度对初始SMD值影响非常大,气液相对速度小,液滴雾化质量差,气液相对速度大,液滴雾化质量明显提高；气液质量流量比(ALR)值越大,雾化现象越明显,初始雾化粒径越小,ALR值大于0.20时,初始SMD值随ALR值改变仅发生很细微的改变；不同喷嘴直径对雾滴初始SMD的影响不大。空气辅助雾化喷嘴喷射追踪粒子沿着轴线方向看粒子分布情况,气液相对速度大和内外压差大导致粒子平均直径先小幅度减小,随后由于气液相对速度减小,两相不稳定性减弱,液滴直径分散度较大,且整体粒子直径在变大。
赵欣[4]2005年在《异形喷嘴射流特性的实验研究》文中指出高压水射流成套设备以喷嘴为中心,这是因为喷嘴是形成水射流工况的直接元件,它所造成的结果直接影响到系统的各个部分。研究出性能良好,材料适宜又与主机匹配的喷嘴,将会极大地提高射流效率。喷嘴的型式很多,目前使用最广泛的是针型喷嘴。但随着研究的不断进展,异形喷嘴因为其在某些方面的突出优势已经开始得到越来越广泛的应用。 本论文以正叁边形喷嘴和正四边形喷嘴这两种异形喷嘴为研究对象,利用理论与实验相结合的方法,把异形喷嘴和圆形喷嘴作比较,分析喷嘴喷孔形状在不同压力下对其射流特性的影响。论文研究的射流特性参数主要包括:喷嘴的流量(q)、流量系数(μ)、输出功率(P_(jet))、打击力(F)。另外,本文还对异形喷嘴的射流形态作了一些实验研究,研究表明这两种异形喷嘴具有很高的集束特性,与圆形喷嘴相比不易雾化。这部分实验为工程上此类异形喷嘴的实际应用作了有益的探索。 本文得出的一些结论是很有价值的:正叁边形和正四边形两种异形喷嘴与圆形喷嘴相比,流量系数和打击力较大,射流形态不易破碎,充分显示了其高效节能的特性,适合用于射流切割、穿孔等领域。这对于异形喷嘴无论是在其理论应用的结构设计方面,还是在工程应用的合理选择方面均起到一定的指导作用。
赵欣, 张宝珍, 赖维, 卢晓江[5]2004年在《针型喷嘴雾化特性的影响因素分析》文中指出讨论了针形喷嘴结构、压力等改变对喷嘴雾化特性的影响。在实验的基础上详细分析了诸因素 :喷射压力、喷嘴直径、长径比与入口角与喷嘴雾化特性之间的关系 ,实验结论。对工程上针型喷嘴雾化的应用方面有一定的指导意义
刘江辉[6]2007年在《水射流空化噪声的测试与混沌辨识的研究》文中认为空化是一种普遍存在而又异常复杂的流体动力学现象。利用空化释放的巨大能量可以为物理、化学过程提供一种在一般条件下难以实现的特殊环境。淹没空化水射流技术应用于水处理领域时,具有结构简单,空化效果好,能量转换率高等特点,特别适用于处理达到工业应用量级规模的水量。而且作为一种纯物理过程,在水处理过程中不会带来任何化学副产品。因此,水射流空化将是一项很有潜力的高效、节能的水处理技术。水射流空化的关键技术在于空化喷嘴。空化喷嘴的不同结构形式及其主要特征尺寸极大的影响了水射流的空化效果。空化效果的判定则是设计空化喷嘴结构的重要依据。通常空化效果的判定可以通过对空蚀的测定来实现,其中又主要是通过失质法实验测定。本文则通过实验采集水射流空化噪声信号的时间序列,以混沌动力学的理论为基础,研究空化喷嘴的不同结构形式及靶距与其空化噪声信号的时间序列的最大Lyapunov指数值的关系,试图建立喷嘴的空化特性与空化噪声信号的混沌特性的关联。本文主要做了如下工作:介绍了射流理论、空化理论、喷嘴理论以及混沌理论的基础知识;收集了依据Takens定理进行相空间重构的重构参数的确立算法,以及时间序列信号的最大Lyapunov指数值的计算算法;建立了实验研究所需的淹没空化水射流生成系统和空化噪声信号测试系统;在相同实验条件下,使用水听器法分别采集不同结构的空化喷嘴在不同靶距位置上产生的空化噪声信号的时间序列;根据混沌理论对采集的空化噪声信号的时间序列进行计算和分析,并得出了一些实验结论。研究结果表明:如果靶距合适,靶盘位置采集的空化噪声强度将大于喷嘴出口位置的空化噪声强度;实验选取的几组空化噪声信号的时间序列的最大Lyapunov指数值λ均大于零,因此选取的这几组信号都是混沌信号;空化噪声信号与混响也有着较明显的区别;不同的喷嘴结构其最大Lyapunov指数值也不同,它们对初始条件的依赖程度也不同,在本实验中喷嘴Ⅰ的空化噪声信号的Lyapunov指数值λ最大;空化噪声信号的Lyapunov指数曲线表现出一定的振荡行为,若以其均值作为最大Lyapunov指数值的估计,在表征空化喷嘴的空化特性时,相对于传统谱分析方法具有一定的稳定性;存在一个最佳靶距使得靶盘上的空化噪声信号的最大Lyapunov指数值最大,本实验条件下空化喷嘴Ⅰ的最佳靶距约为35mm,空化喷嘴Ⅱ的最佳靶距也在35mm附近,空化喷嘴Ⅲ的最佳靶距小于35mm。
沈艳霞[7]2011年在《锥直喷嘴淹没磨料水射流的数值模拟》文中提出磨料水射流是一种新型加工方法,磨料水射流具有系统简单、成本低廉,切割效率高的特点。磨料水射流在清洗、除锈、切割和破碎岩石作业中得到了广泛的应用。在磨料水射流系统中,喷嘴的几何结构和射流的工况条件对射流的效果有着重要的影响,喷嘴是形成水射流工况的直接元件,直接影响射流的流动特性和动力性能,并且不同射流工况条件下的射流效果也不同。因此,优化喷嘴几何结构,建立喷嘴结构参数与其射流流场特性之间的关系、选择最佳的射流工况条件对提高射流效率有重要意义。本文利用FLUENT软件,对锥直喷嘴在淹没条件下的前后混合磨料射流进行了数值模拟。对于前混合磨料射流,分析了喷嘴的结构参数:收缩角α、喷嘴出口直径d、喷嘴出口圆柱段的长径比L_3 /d和不同的射流工况条件:磨料的直径d_p、体积分数n_p ,入口压力p_(in),出口围压p s,射流靶距S对磨料水射流流场特性的影响。结果表明:随着收缩角α的增大,射流的轴心速度和压力都随之减小,当α= 13o时射流效果最佳;随着喷嘴出口直径d的增加,射流轴心速度和压力随之增大;喷嘴长径比L_3 /d对射流的影响不大;低浓度大粒径的磨料水射流效果好;射流的轴心速度和压力随着入口压力的增大而显着增大;射流的轴心速度和压力随着围压的增大而减小;射流靶距S = 100d时,射流的轴心速度和压力最大。对于后混合磨料射流,分析了喷嘴结构参数:混合腔直径D _q、混合腔长度L_q ,混合腔长度L_g和不同的射流工况条件:通保护气及保护气入口速度u _a对射流流场特性的影响。结果表明:大直径小长度混合腔、长混合管的喷嘴的射流效果好,通保护气后使得射流性能得到改善,保护气的速度增大时其对射流的保护作用增强,并且当u _a= 250m/s时,射流的轴心速度和压力最大。
王琼芳[8]2012年在《大气压氩非平衡等离子体射流特性的实验研究》文中研究表明大气压氩非平衡等离子体射流是在气体流动和电场作用下使放电区产生的非平衡等离子体从喷管喷出，在无边界约束的周围大气环境中形成定向的流动。虽然目前对大气压非平衡等离子射流研究上已取得一些成果，但是由于电源特性，装置结构，放电模式等的不同，产生的大气压非平衡等离子体射流的特性不尽相同。因此，在统一实验环境下对大气压非平衡等离子体射流的特性的研究十分有必要，对大气压射流放电理论的丰富和应用研究的发展，都具有重要意义。本文以大气压放电下的非平衡等离子体射流为重点，设计一种能在纳秒脉冲激励或高频交流电源激励下产生大气压非平衡等离子体射流源装置。从激励电源，放电结构，电源参数和气体参数方面，开展了一系列大气压非平衡等离子体射流放电特性和光谱特性实验。比较了不同放电参数下射流放电特性和光谱特性的差异。结合实验结果，从激励源、放电电场和气体参数角度探究大气压氩非平衡等离子体射流特性的影响机制，对并射流的传播过程和机理进行了相应的分析和总结。实验结果表明：1）虽然纳秒脉冲电源下的射流中活性粒子数较少，但在提高电源频率和脉冲宽度基础上，利用纳秒脉冲电源激励产生大气压非平衡等离子体射流的优势更明显，应用前景更广阔；2）无论是电晕放电还是介质阻挡放电，放电模式对于射流特性没有很大影响；3）电场和气流场是影响射流传播的两大关键因素，电场决定了射流的传播行为，气体流场决定了射流能否产生及射流传播时的路径。
邵娜[9]2016年在《碟片激光器阵列射流冲击冷却技术的研究》文中研究说明碟片激光器的工作物质在几何结构上的优势结合Yb:YAG晶体材料本身的优良特性,使其具有高输出功率、高光束质量等优点。但在高温条件下,其工作物质的性能也将大打折扣,因此,碟片激光器需要高效的冷却技术。本文在射流冲击换热的理论基础上,采用模拟分析与实验验证结合的方法,对射流冲击冷却技术进行了优化设计。首先,结合碟片激光器冲击冷却的特点,介绍了射流与传热理论。然后,给出了模拟计算的分析模型及相应的属性与边界条件。在喷孔总面积一定的条件下,对其孔间距、孔径及冲击距离进行了模拟分析,发现孔间距、孔径与有效冷却范围之间有一个最佳配合关系,并以流体流速、换热系数、碟片温度的计算结果分析说明。对冲击距离模拟分析得到不同泵压下,碟片温度随冲击距离的变化,发现冲击距离也存在最佳值。另外,本文在模拟分析中还从冲击压强的角度综合考虑了不同喷嘴对冲击形变的影响,发现射流直径越大则冲击压强越大,而孔间距不影响冲击压强的大小。为了验证模拟分析的结论,在还原碟片热源形状的原则上,根据传热的基本原理设计了测量换热系数的实验。在对实验数据的计算和处理上,采用了拟合的方法得到能更准确评价喷嘴换热能力的参数——等效换热系数。实验结果与模拟分析的结论一致。冷却效果最好的喷嘴的孔间距为1.6mm,孔径为0.6mm,在3L/min的流量下,等效换热系数可达59000W/m2K。最后,设计了在实际碟片激光器上验证喷嘴冲击冷却效果的实验,其结果仍符合模拟分析的结论。
王丽慧[10]2004年在《撞针型高压小孔径离心式喷嘴雾化加湿性能的研究》文中认为课题主要对撞针型高压小孔径离心式喷嘴的雾化加湿性能进行研究。撞针型高压小孔径离心式喷嘴的雾化粒子细小、无水滴析出、加湿效率高、耗能少，可直接向车间加湿，适用于纺织厂等多种应用场合。但当前对该类型喷嘴加湿性能的相关研究还较少见诸报道。 课题从理论和试验两方面分析研究了撞针型高压小孔径离心式喷嘴的雾化加湿性能，并将其与传统喷水室加湿系统进行能耗比较，突出了撞针型高压小孔径离心式喷嘴高效节能的特点。 理论工作方面，首先描述了撞针型高压小孔径离心式喷嘴的雾化加湿过程和液体的物理性质，然后结合撞针型高压小孔径离心式喷嘴的结构特点，将其雾化加湿过程分叁个阶段进行机理上的研究，这叁个阶段依次为液膜形成、液膜初次破碎及二次雾化、水与空气的热湿交换。通过对撞针型结构、离心式结构、较高的喷水压力、较小的喷嘴孔径、喷水初温及待加湿空气初状态对雾化加湿效果的作用原理的重点分析，得到：撞针型高压小孔径离心式喷嘴具有较大的空气涡与雾化角，喷出的液体流速高、液滴小、水与空气传热传质速率高，撞针型结构提高了雾化加湿效率，高压小孔径的特点为雾化加湿提供了较大的能量，而喷水初温的升高会减小水的粘性力和表面张力，从而优化加湿效果。 试验工作方面，首先通过正交试验确定对撞针型高压小孔径离心式喷嘴雾化加湿性能影响显着的因素，运用极差分析法和方差分析法，得到喷嘴孔径、喷水初温和喷水压力对喷嘴的加湿性能影响显着，而待加湿空气初状态的影响相对较小。然后通过单因素试验确定影响显着的因素如何作用加湿效果，得到：在其他条件不变的情况下，喷嘴流量随喷嘴孔径和喷水压力的升高而增大，空气焓变量、绝对湿度差、有效加湿量、加湿效率及饱和效率随喷水初温的升高而提高，有效加湿量和空气焓变量随喷水压力的升高先增加然后有所下降，而加湿效率随喷水压力的升高而下降，焓变量和绝对湿度差随水气比的增加而增大。最后，对上述单因素试验得到的数据进行数学分析，运用线性回归分析、多项式回归分析和非线性回归分析的数学方法，得到影响撞针型高压小孔径离心式喷嘴的喷嘴流量、有效加湿量和空气焙变量的数学关系式。 课题的理论与试验两方面工作相结合，为撞针型高压小孔径离心式喷嘴的雾化加湿性能提供了较为详细的技术性能资料，为生产厂家和用户在设备选型和参数选择过程中，提供了有价值的参考，便于用户正确而经济地选择、控制湿度参数，有效调节喷嘴孔径、喷水初温和喷水压力的大小。一方面，促进撞针型高压小孔径离心式喷嘴加湿产品的推广;另一方面，满足生产生活中高效节能的需求。
参考文献：
[1]. 针型喷嘴结构对射流特性影响的实验研究[D]. 张宝珍. 天津科技大学. 2003
[2]. 基于锥、扇型喷嘴的真空射流雾化特性研究[D]. 李宏宇. 东北大学. 2013
[3]. 几种喷嘴的喷射流场模拟研究[D]. 林小星. 东北大学. 2014
[4]. 异形喷嘴射流特性的实验研究[D]. 赵欣. 天津科技大学. 2005
[5]. 针型喷嘴雾化特性的影响因素分析[J]. 赵欣, 张宝珍, 赖维, 卢晓江. 轻工机械. 2004
[6]. 水射流空化噪声的测试与混沌辨识的研究[D]. 刘江辉. 湖南工业大学. 2007
[7]. 锥直喷嘴淹没磨料水射流的数值模拟[D]. 沈艳霞. 东北石油大学. 2011
[8]. 大气压氩非平衡等离子体射流特性的实验研究[D]. 王琼芳. 华中科技大学. 2012
[9]. 碟片激光器阵列射流冲击冷却技术的研究[D]. 邵娜. 华中科技大学. 2016
[10]. 撞针型高压小孔径离心式喷嘴雾化加湿性能的研究[D]. 王丽慧. 东华大学. 2004