同轴环缝气流作用下锥形液膜线性稳定性分析

为了分析气液同轴离心式喷嘴的雾化机理,对同轴气体作用下的锥形液膜进行时间稳定性分析,推导同轴气体作用下锥形液膜的色散方程,建立离心式喷嘴出口参数预测模型,用于数值求解色散方程。结果表明:喷嘴出口液膜厚度随着喷注压降的增加而减小,喷雾锥角、液膜速度和轴向速度随着喷注压降的增加而增大。同轴气体作用下液膜由正弦模式的表面波主导,因为正弦模式的表面波增长率远大于曲张模式的表面波增长率。当环缝气体喷注速度较小时,增加气体速度会减小气液相对速度,从而减弱气液相互作用,使得液膜主导表面波增长率和频率减小、破碎时间和破碎长度增加。而当环缝气体速度超过一个临界值后,随着气体速度的增大,液膜主导表面波增长率和频率迅速增大,破碎时间和破碎长度迅速减小。

环缝气流冲击雾化制粉喷嘴流场特性的仿真研究

分析了一种环缝气流冲击雾化制粉喷嘴的结构和工作原理,并对该雾化喷嘴模型进行了流场分布数值仿真,研究了不同进气压力和窄缝倾角对流场速度分布的影响。研究结果表明,从进气管入口到气流冲击雾化喷嘴出口,加速气流速度保持最大值不变,在距进气管入口中心线上80 mm位置之后逐渐减小;随着进气压力的增加,气流冲击雾化喷嘴出口速度表现出明显的增加趋势,且仿真结果与理论计算结果误差在10%范围以内。随着窄缝倾角的增加,负压涡流逐步向进粉管靠近,回流区、分离区和混合区的最大速度值表现出单调增加的变化规律;综合考虑气流冲击效果和喷射速度,确定最优的窄缝倾角50°~60°。

基于空气动力学的环缝气流雾化制粉喷嘴设计

气流雾化制粉技术在生产冶金粉末领域应用非常广泛,为了提高气流对金属流的剪切作用,根据压缩空气膨胀所形成的高速气流动力学原理,设计了一种环缝气流雾化制粉喷嘴,并对影响环缝气流雾化制粉喷嘴粉末破碎过程中的参数进行了分析。推导出了压缩空气在进气管内流动时不产生紊流的管径计算式;分析了R_0/re及pe/p_0比值对环缝出口处气流速度的影响,通过增加R_0/re比值或降低pe/p_0比值,将提高粉末的破碎效果;建立了雾化锥角设计计算的函数关系式。通过仿真得到喷嘴内部流场分成4个区域:涡流区、回流区、分离区和混合区。仿真效果验证了参数选取的准确性,为环缝气流雾化制粉喷嘴的设计提供了理论依据。