低压自激振动空化喷嘴射流特性研究.pdf

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1、2014年4月机床与液压Apr．2014第42卷第7期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．42No．7DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．07．013低压自激振动空化喷嘴射流特性研究刘桓龙，尹久红，秦剑，王国志，柯坚(西南交通大学机械工程学院，四川成都610031)摘要：自激振动喷嘴兼有空化射流和脉冲射流的双重优点，利用FLUENT对喷嘴进行射流特性计算，优化得到适合于低压水冲洗系统的自激振动喷嘴结构参数。结果表明：所设计的低压自激振动喷嘴可以产生空化射流效果，当出口直径d=3mm、谐振腔长度L=6．3m

2、m、锥角0=30。时，喷嘴空化发展速度快，适宜于近距离空化清洗；锥角0：60。时，空化效应发展较慢，射程相对较远，适宜于远距离的空化清洗。研究结果为低压自激振动空化喷嘴的结构设计提供了参考。关键词：低压射流；喷嘴；自激振动；空化；射程中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)7—048—4StudyofCharacteristicsofLowPressureSelf-resonatingCavitatingJetNozzlesLIUHuanlong，YINJiuhong，QINJian，WANGGuozhi，KEJia

3、n(MechanicalEngineeringSchool，SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China)Abstract：Theself-resonatingnozzlehasthedoubleadvantageofcavitatingjetandpulsedjetnozzle．ThecharacteristicsofjetnozzlewerecalculatedbyusingFLUENTsoftware，andthestructuralparametersofself-resonati

4、ngnozzlesuitableforthelowpressureinsulatorwaterwashingsystemwereobtained．Theresultsshowthattheeffectofcavitatingjetnozzlescanbeproducedbythedesignedself-resonatingnozzles．Whentheoutletdiameterd=3mm，thelen~hofresonantcavityL=6．3mm，theconeangle0=30。，theself-resonatingnozzlecavitat

5、ingdevelopmentspeedisfast，suitableforshortdistancecavitatingwashing．While0=60。，theeffectofcavitatingdevelopmentisslowandthejetrangisrelativelyfar，suitableforlongdistancecavitatingwashing．Thestudyresultprovidesreferenceforstructuraldesignofthelowpressureself-resonatingcavitatingi

6、etnozzles．Keywords：Lowpressurejet；Nozzle；Self-resonating；Cavitating；Range自激振动空化射流是20世纪80年代初根据瞬态＼流理论和水声学原理发展起来的一种新型射流方式，因其结构简单、体积小、耗水量低而又兼有流体入口g———————————-＼：_、；，空化射流和脉冲射流的优点，目前被广泛运用于煤T矿、钻井、岩石破碎、船舶清洗等各个领域。为了更加有效地产生空化射流，国内外学者对h1工^2自激振动空化喷嘴作了大量的实验与计算，学者们l一喷嘴入El腔2一喷嘴谐振腔卜喷嘴出口腔得出了适合于高

7、压射流的喷嘴具体结构参数，但是图1低压自激振动空化喷嘴对于适合于低压流体的喷嘴，目前还研究较少，特由图1可知自激振动空化喷嘴主要由喷嘴人口别是通过CFD软件进行喷嘴仿真分析，更是少之又腔、喷嘴谐振腔、喷嘴出口腔这三大部分组成。当有少。文中根据作者所在单位的低压水冲洗系统的具稳定的流体从喷嘴的入口腔1流人时，人口收缩截面体参数，理论分析设计出适合的自激振动喷嘴，并和出口收缩截面均会产生初始的压力激励，而出口收对其进行CFD仿真分析，比较研究各个参数对射流缩截面更能将压力激励反馈回谐振腔2，形成压力振性能的影响，从而得出低压自激振动喷嘴的最佳结荡。根据瞬态

8、学理论和水声学原理可知，当通过出构参数。口收缩截面反馈回来的压力振荡频率与喷嘴的固有频1喷嘴物