离心式喷嘴流场特性的实验和模拟研究
发布时间：2020-09-25 20:46
本文研究对象为海水淡化液体分布装置中的离心式喷嘴,为了探讨其在不同的实际操作参数和不同的出口尺寸结构参数的情况下,所呈现的喷嘴内部和外部不同的流场,而进行了相关的实验和数值模拟。 参考相关的文献,对现有的离心式喷嘴进行实验设计并搭建实验台。整理相关实验数据得到结论：随着压力的增大,喷嘴流量也逐渐增大；一定高度范围内,喷嘴的喷淋半径范围随高度增加而增大,具有导流结构的喷嘴在中心处有最大喷淋密度,而中空离心式喷嘴中心处喷淋密度几乎为零,在接水盘中呈现环形水域；随着流量的增加条件喷淋角缓慢增大,出口平均喷淋角变化不大。 为了详细了解其中的中空离心喷嘴内部的流动形态,本文使用FLUENT6.3软件中的VOF模型对其进行压力和喷淋角度方面的三维数值模拟。将模拟的结果与实验数据进行比较分析,验证了其模型选择的正确性,并得到结论：液体在旋流室内的不同位置,紧贴内壁的液膜厚度不同,由于中心低压以及旋转液膜的卷吸作用,对喷嘴出口处的大气形成抽吸,因此中心轴线附近会出现一个锥形的空气心,空气心半径越大,液膜越薄；x、y、z方向速度表明了液体在喷嘴内部的流动情况,且入口压力越大,出口速度也越大。 对喷嘴出口扩散角,出口直管段直径以及出口直管段长度等尺寸结构进行改变,模拟得到结论如下：喷嘴出口扩散角越大,喷淋液锥角度越大,喷淋的范围也越大,但是喷淋距离则是随着喷嘴出口扩散角的增大而变小,综合考虑喷淋范围和喷距两个因素,并不是出口扩散角度越大越好,其存在一个最优值；扩散角度大,出口速度大小也变大；喷嘴中心轴线处空气心直径随着喷嘴出口直径的减小而变小,该处速度曲线有两个跃动,第一个跃动发生在刚进入喷嘴的位置,第二个跃动发生在喷嘴出口收缩段至出口扩张段；喷嘴出口直径越小,对喷嘴内接近出口处液体的加速作用越明显,出口截面上的径向速度越大；出口直管段长度会影响到出口处速度速度分布情况。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2011
【中图分类】：P747
【部分图文】：
离心式喷嘴流场特性的实验和模拟研究由此海水淡化的概念营运而生，所谓“海水淡化”亦称之为“海水脱盐”，其含是:将海水脱去盐分，变为供人类生活及工农业生产用的淡水。而且，根据现有的技水平，在离海岸较近的地区或沿海工业城市以及岛屿等，利用海水来取得淡水是经济行的。因此，海水淡化是解决淡水资源短缺的长远有效地途径之一。海水淡化的意义[2]，具体在于以下几点:(l)可以根据所需地点，所需时间、所需水量及水质进行生产，为淡水需要量不断增一长提供了保证;(2)提供了某些特殊用水，如船舶与海岛用水，以及特定技术要求用水等;(3)为开荒沙漠，发展缺水地区工农业生产提供了条件;(4)利用淡化方法可以去除水中的某些危害人体健康的成分，提供卫生饮用水(5)淡化生产还可以和工业废热、剩余电力等利用相结合，使能量达到合理有的利用程度。
经济并易于获取淡水等很多特点，因此为应用时间最长的海水淡化方法。其中的水平管降膜蒸发器，它是在20世纪70年代发展起来的新型蒸发器，又称为降膜蒸发器。降膜蒸发器由布液器、蒸发管、回油系统和排气通道组成，见图1.2。其中的布液器是对进入蒸发器的制冷剂进行分配的装置，它对工质分配的均匀程度直接决定了蒸发器传热性能的好坏，均匀一致的喷洒分配可以使得液膜相对比较均匀，能够提高传热系数;而分配不均匀会使得蒸发器中的水平蒸发管处于“干燥”或是厚液膜的状态，降低了系统的传热效率[4]。因此，液体分布器是降膜蒸发器的关键部件，其设计非常重要，合理与否直接影响蒸发器的料液成膜效果和传热效率，关系到整套设备的生产使用性能。 /////燕气出口制冲剂入口布液器然发甘排气通道图1.2降膜蒸发器组成 Figl.2Fallingfilmevaporator底部开孔的水箱睁8]、底部开孔的水平管降，3]、烧结水平管f8]和商业喷嘴[’4一，7]是被研究者较多采用和研究的液体分布装置形式。在这些装置中
数值模拟方法选择正确模型计算，并与实验数据进行比较，验证模型选择正确性。在模拟的基础上再进一步的改变结构尺寸参数，分析不同喷嘴出口尺寸参数下的喷嘴内部和外部的不同参数的变化。具体研究路线如图1.3所示。查查阅参考相关的文献 献 lllll尸 尸实实验台 iii受计和搭建 建旋旋流喷嘴相关参数的实验 验 实实验数据的处理和总结 结 中中空旋流喷嘴的模拟计算 算实实验与模拟数据的对比 比 模模拟不同出口尺寸结构的喷嘴 嘴 分分析喷嘴出口尺寸结果对流场的影响响 图1.3研究路线图 Fig.l.3Sketehofresearcheourses
本文编号：2827048
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2011
【中图分类】：P747
【部分图文】：
离心式喷嘴流场特性的实验和模拟研究由此海水淡化的概念营运而生，所谓“海水淡化”亦称之为“海水脱盐”，其含是:将海水脱去盐分，变为供人类生活及工农业生产用的淡水。而且，根据现有的技水平，在离海岸较近的地区或沿海工业城市以及岛屿等，利用海水来取得淡水是经济行的。因此，海水淡化是解决淡水资源短缺的长远有效地途径之一。海水淡化的意义[2]，具体在于以下几点:(l)可以根据所需地点，所需时间、所需水量及水质进行生产，为淡水需要量不断增一长提供了保证;(2)提供了某些特殊用水，如船舶与海岛用水，以及特定技术要求用水等;(3)为开荒沙漠，发展缺水地区工农业生产提供了条件;(4)利用淡化方法可以去除水中的某些危害人体健康的成分，提供卫生饮用水(5)淡化生产还可以和工业废热、剩余电力等利用相结合，使能量达到合理有的利用程度。
经济并易于获取淡水等很多特点，因此为应用时间最长的海水淡化方法。其中的水平管降膜蒸发器，它是在20世纪70年代发展起来的新型蒸发器，又称为降膜蒸发器。降膜蒸发器由布液器、蒸发管、回油系统和排气通道组成，见图1.2。其中的布液器是对进入蒸发器的制冷剂进行分配的装置，它对工质分配的均匀程度直接决定了蒸发器传热性能的好坏，均匀一致的喷洒分配可以使得液膜相对比较均匀，能够提高传热系数;而分配不均匀会使得蒸发器中的水平蒸发管处于“干燥”或是厚液膜的状态，降低了系统的传热效率[4]。因此，液体分布器是降膜蒸发器的关键部件，其设计非常重要，合理与否直接影响蒸发器的料液成膜效果和传热效率，关系到整套设备的生产使用性能。 /////燕气出口制冲剂入口布液器然发甘排气通道图1.2降膜蒸发器组成 Figl.2Fallingfilmevaporator底部开孔的水箱睁8]、底部开孔的水平管降，3]、烧结水平管f8]和商业喷嘴[’4一，7]是被研究者较多采用和研究的液体分布装置形式。在这些装置中
数值模拟方法选择正确模型计算，并与实验数据进行比较，验证模型选择正确性。在模拟的基础上再进一步的改变结构尺寸参数，分析不同喷嘴出口尺寸参数下的喷嘴内部和外部的不同参数的变化。具体研究路线如图1.3所示。查查阅参考相关的文献 献 lllll尸 尸实实验台 iii受计和搭建 建旋旋流喷嘴相关参数的实验 验 实实验数据的处理和总结 结 中中空旋流喷嘴的模拟计算 算实实验与模拟数据的对比 比 模模拟不同出口尺寸结构的喷嘴 嘴 分分析喷嘴出口尺寸结果对流场的影响响 图1.3研究路线图 Fig.l.3Sketehofresearcheourses
【引证文献】
相关会议论文 前1条
1 郭松;沈胜强;;顶部带螺旋结构的离心喷嘴的数值研究[A];高等学校工程热物理第十九届全国学术会议论文集[C];2013年
相关硕士学位论文 前2条
1 尹晓奇;离心式喷嘴空心锥喷淋特性数值研究[D];大连理工大学;2012年
2 郭松;横管降膜布液旋流喷嘴的模拟研究[D];大连理工大学;2013年
本文编号：2827048
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/2827048.html
