喷嘴雾化速度场的PIV实验研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文喷嘴雾化速度场的PIV实验研究硕士研究生：叶益飞指导教师：杨龙滨副教授学科、专业：动力工程及工程热物理论文主审人：宋福元副教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文喷嘴雾化速度场的PIV实验研究硕士研究生：叶益飞指导教师：杨龙滨副教授学位级别：工学硕士学科、专业：动力工程及工程热物理所在单位：动力与能源工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月10日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegre

2、eofM.EngExperimentalStudyonVelocityFieldofNozzleAtomizationusingPIVCandidate:YeYifeiSupervisor:AssociateProf.YangLongbinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringScienceSpecialty:PowerEngineeringandEngineeringThermophysicsDateofSubmission:Jan.2018DateofOralExamination:Mar.10th,2018Un

3、iversity:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属

4、于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要喷嘴在工业领域、农业生产以及日常生活中都有着广泛的应用。通过对喷嘴雾

5、化过程的实验研究，有助于量化分析喷雾流场特征参数的空间分布，为优化气液两相流场的组织提供理论保障。本文以喷嘴雾化流场可视化实验平台为载体，通过实验的手段研究喷雾流场的各项特性参数。借助PIV粒子图像测速技术测量不同喷雾压力以及不同喷嘴孔径条件下的喷嘴雾化流场，分析喷嘴结构参数和喷雾工作参数的变化对喷雾流场的影响。考虑到PIV实验数据的特点，本文采用时间平均法和空间平均法对喷雾速度场进行处理。以0.3mm孔径喷嘴在0.50MPa压力工况下的喷雾流场为代表，运用时间平均法对流场瞬时速度场进行处理，再采用空间平均法对流场在轴向和径向上作空间平均处理，考察速度场的分布情况。

6、以速度沿径向的分布为基础，提出了新的确定喷嘴雾化角的方法，并对各工况下的流场主流区域边界和雾化角进行了定量的计算。本文研究了喷嘴孔径的不同对喷雾流场流动特性的影响。通过对同一型号3种不同孔径喷嘴的喷雾速度场的处理分析，得到了如下结论：在确定的喷雾压力下，喷嘴孔径的增大对流场主流区域中空间平均速度的提升有比较明显的作用；随着喷嘴孔径从0.3mm增大为0.7mm，流场的主流区域范围会随之增大，导致雾化角增大了53.8%。另外，针对喷雾压力变化对喷雾流场流动特性的影响设置了5个压力工况。通过对不同压力工况下的流场分析，给出了压力变化对喷雾速度场的影响：在轴向方向上越靠近喷

7、嘴的区域，喷雾压力的变化对空间平均速度的改变越明显。同时，喷雾压力的增大能使小孔径喷嘴雾化流场的主流区域范围发生比较明显的扩大，喷雾压力从0.40MPa增加到0.45MPa，雾化角增大了24.4%；而对于大孔径的喷嘴，增大喷雾压力对流场的主流区域范围的影响相对较弱，对雾化角的影响也较弱。关键词：雾化；粒子图像测速；流动特性参数；雾化角ABSTRACTNozzlesarewidelyusedinindustrialfields,agriculturalproductionanddailylife.Theexperimentalstudyontheatomizati