旋切式喷嘴的雾化机理及其工业应用研究

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1、分类号：UDC：密级：武虞毒砂拨夫·多硕士学位论文旋切式喷嘴的雾化机理及其工业应用研究TheAtomizationmechanismofspraynozzleanditsindustrialApplications祝爱娟指导教师姓名：申请学位级别：论文定稿日期：学位授予单位：学位授予日期：向晓东教授武汉科技大学资源与环境工程学院答辩委员会主席：评阅人：张如月教授级高工幸福堂教授武汉科技大学研究生学位论文创新性声明fElflfqfEEIfrllfEIIfIIIlfIIfrlI110lYI944042本人郑重声明：所呈交的学

2、位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的工作外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。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。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：．趁受．穆日期：趁垡：．￡垫研究生学位论文版权使用授权声明本论文的研究成果归武汉科技大学所有，其研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解武汉科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门(按照《武汉科技大学

3、关于研究生学位论文收录工作的规定》执行)送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将本论文的全部或部分内容编入学校认可的国家相关数据库进行检索和对外服务。论文作者签名：指导教师签名：＼武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要喷嘴是喷淋、喷雾、喷油、喷砂等工艺中的关键部件。研究喷嘴雾化的机理，分析喷嘴的雾化方法、雾滴形成过程，对改进喷嘴结构、提高雾化效果具有重要意义。本文在介绍各种常用喷嘴的结构和雾化机理、对比各种喷嘴优缺点的基础上，提出一种新型旋切式喷嘴的结构。这种旋切式喷嘴的结构简单、喷雾量无限可调、喷雾锥角

4、调整灵活、防堵塞、雾化效果好。然而旋切式喷嘴内部流体的流动状态非常复杂。喷嘴的雾化过程通常是喷嘴内部流场和喷嘴外部流场共同作用的结果，因此分析喷嘴内流场很有必要。为了解喷嘴内流场对喷嘴的雾化特性的影响，分析喷嘴内部的流动状态，本文通过建立数值模型、设定网格划分、边界条件和初始条件、计算控制参数，采用商用软件CFX对旋切式喷嘴内部的气液两相流场、速度场、压力场等进行模拟研究，为旋切式喷嘴的设计和优化提供依据。通过数值模拟研究发现，在旋切式喷嘴内部液流已经被气流剪切雾化成细小颗粒，其均匀的分散在气流中，在混合室内部形成气液混

5、合流，形成一次雾化。当气液混合流脉冲喷出喷孔时，体积进一步膨胀，同时，高速液滴在外部空气流的作用下，产生二次雾化，促进了雾化效果。由于液体在喷嘴内部混合室内已雾化，喷孔的直径可以增大。因此，喷孔直径的增大，能有效地避免喷孔堵塞现象。最后介绍和分析了旋切式气液两相喷嘴在高温烟气降温冷却、垃圾焚烧除酸塔喷雾烟气净化以及矿山开采过程中的除降尘等方面的工业应用。研究表明：旋切式喷嘴可广泛应用于能源、动力、化工、食品、医药、陶瓷、建筑、冶金、环保等几乎所有工业领域。关键词：CFD数值模拟；新型喷嘴；雾化；喷嘴内流场；工业应用The

6、flowstate(especiallythetwo-phaseflow)interiorthenozzleisverycomplex．Buttheinternalflowcansignificantlyeffectthenozzle’Satomization．Boththeinternalflowfieldandtheexternalflowfieldhaveaffectedtheatomization．Inordertounderstandhowtheintemalflowfieldinfluencedtheatom

7、izationcharacteristies，thisarticleusedcommercialsoftwareCFXt0dothesimulation．Beforethesimulation,thenumericalmodelestablishment，the鲥dpartition，boundaryconditionandinitialconditionsandcontrolparametersettingwereneeded．Usingthenumericalsimulationmethodtoanalyzethen

8、ozzleinternalflowfieldisaneffectivemethod，andwecaneasilygeteventhetinychangesonvelocity,stressandvortexfield．So，itisusefulforthisnewnozzle’Sstructuredesignando