基于CFD的扇形喷嘴不同切割结构研究
基于CFD技术的超音速喷嘴两相流破碎机制研究
基于CFD技术的超音速喷嘴两相流破碎机制研究朱玲玲;吴建军;刘明翔;隋大山;崔振山【摘要】采用CFD(computational fluid dynamics,计算流体力学)软件系统研究超音速气雾化喷嘴两相流的雾化过程.利用VOF(volume of fluid,流体体积)函数两相流模型模拟验证金属液不同质量流率下的2种初级破碎模式,并研究雾化压力和液体表面张力对金属液初级破碎过程的影响.模拟结果表明:金属液质量流率较小(0.053 kg/s)时,初级破碎模式为液膜破碎,金属液质量流率较大(0.265 kg/s)时,初级破碎模式为"微型喷泉"破碎;随雾化压力从0.5 MPa增加到1.5 MPa,初级破碎程度加剧,但雾化压力过高反而会削弱雾化效果;将金属液表面张力由1.2 N/m降至0.4 N/m,初级破碎时能够获得尺寸更细小的液滴,通过随后的二次破碎形成更加均匀细小的液滴,从而获得高质量的沉积锭.%The atomization process of gas-liquid two-phase flows in ultrasonic gas atomizer was analyzed using computational fluid dynamics software.The two kinds of primary-breakup models of liquid metal at different mass flow rates were verified by volume of fluid model,and the effects of atomizing pressure and liquid surface tension on the primary-breakup process were also studied.The simulation results indicate that the transformation of primary-breakup model will occur with decreasing the liquid mass flow rate.When the liquid mass flow rate is 0.053 kg/s,the primary breakup model is melt sheet,but when it is 0.265 kg/s,the primary breakup model is "fountain".When the atomizing pressure increases from 0.5 MPa to 1.5 MPa,the primary-breakup degree aggravates.However,excessive atomizing pressure will weaken the atomization effect.The smaller-size drop can be formed in the primary-breakup process when the surface tension of liquid metal decreases from 1.2 N/m to 0.4 N/m.Through the following secondary-breakup,more uniform and finer powder particles and high-quality as-spray ingot will be obtained.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2018(023)003【总页数】9页(P229-237)【关键词】喷射成形;CFD;超音速喷嘴;两相流;破碎机制【作者】朱玲玲;吴建军;刘明翔;隋大山;崔振山【作者单位】上海交通大学材料科学与工程学院塑性成形系,上海 200030;上海交通大学材料科学与工程学院塑性成形系,上海 200030;上海交通大学材料科学与工程学院塑性成形系,上海 200030;上海交通大学材料科学与工程学院塑性成形系,上海 200030;上海交通大学材料科学与工程学院塑性成形系,上海 200030【正文语种】中文【中图分类】TF123.112喷射成形工艺中，金属液在高速气流的冲击作用下发生雾化并破碎成细小液滴，这是气液两相机械作用和传热的复杂物理过程，涉及两相之间剧烈的能量、动量和热量交换[1]。
首届青年编委会委员名单
nese)5*王国志，周万阳，邓斌，等•基于CFD的扇形喷嘴不同切割结构的研究)J*基与&2015,33(15)#146-149-WANG Guozhi,ZHOU Wwywg,DENG Bing,et al.Research on dOferent cutting structures of Oat fan nozzlebased on CFD[J*.Science technology and enginee—ng,2015,33(15)：146-149-(in Chinese)6*林翔，刘桓龙,王国志，等.扇形喷嘴的低压射流特性研究)J*.机床与液压,2015,43(3)：164-167-LID Xiang&LID Huanlong&WANG Guozhi&et al-Studyof low-pressure jet characte/stic of fan nozzle)J*-Machine tool/hydraulics,2015,43(3):164-167-(in Chinese)7*禹言芳，李春晓,孟辉波，等.不同形状喷嘴的射流流动与卷吸特性)J*.过报,2014,14(4):549-555.YU Yanfang,U Chunxiac,MENG Huibo,et al-F/wand entrainment characteristics of jet from dOferentshape nozzles) J*-The Chinese journal of proces s engi-neeeing,2014,14(4)：549-555.(in Chinese)8*刘国勇，王宽宽,陈欣欣，等.后混合磨料水射流除鳞喷嘴流值模拟[J*基报,2015,37(S1)：29-34.L DU Guoyong,WANG Kuankuan,CHEN Xiniin,etae Numerical simulation of internal Oow OelU for post-mixed abrasive water jet descaling nozzle)J*-Chinesejournal of engineering,2015,37(S1):29-34-(in Chinese))9*QIDO H J&GAOD R-Numerical simulation and analysis Or blow-off Oow field of a wet skin pas s mill)J*-Applied mechanics and materials,2014,597:238-241. )10*KERMANPUR A,EBNONNASIR A,HEDAYATI M-A novel analytical-a-ificial neural network model toimprove efficiency of high pressure desca—ng nozzles inhot strip rolling of steels[J*-Materials science and technology,2007,23(8):951-957-)11*刘建瑞，文海罡,高振军，等•射流喷嘴几何参数对喷溉泵自吸性能的影响)J*•农业工程学报,2012,28(24):47-54-LID Jianrui&WEN HWgwg,GAO Zhenjun,et ai-Effects of geometric parameters Or jet nozz/on self-p-ming peiormanco of spray pump)J*-Transactions ofthe CSAE,2012,28(24)：47-54-(in Chinese)[12*高传昌，黄丹，马建娇，等.喷嘴几何参数对自激吸气脉冲射流性能影响的正交试验[Jh排灌机械工程学报,2016,34(6):525-531.GAO Chuwchwg,HUANG Dan,MA Jiwjiao,et ai-O-hogonai expe-mental on effect of geomet-cal parameters on self-vxcited inspiration pulsed jet nozzle peior-manco[ J*.Journal of drainage and iwiga—on machineeenginee-ng&2016&34(6):525-531-(in Chinese)(责任编辑谈国鹏)首届青年编委会委员名单（按姓氏笔画为序）王川（扬州大学）王振华（子）冯克鹏（宁夏）刘栋（）刘秀梅（）俊（理）（理）宇宁（华北电力）罗玉峰（武汉）黄剑峰（云南）!（）王（院）尹俊连（上通）司乔瑞（）刘小刚（昆明理）!（）德友（滨）（油（北京））（水利水电研究院）周理）崔（四川大学）。
基于CFD对旋喷泵两种叶片结构的数值模拟及性能比较
要 ： 采 用 封 闭 式 叶轮 结 构 ， 计 了 长 短 复 合 式 Ｓ型 叶 片 和 矩 形 流 道 断 面 叶 片 两 种 不 同 叶 片 结 构 的 旋 喷 泵 水 力 模 设
型； 利用 Ａ Ｓ Ｓ— Ｆ Ｎ Ｙ Ｃ Ｘ软件对两种水 力模型 的流场进行 三维数值模 拟 ， 分别得 到两种模 型的压力 场 、 速度场 。通 过对设 计方案扬程 、 率 、 效 轴功 率的计算 ， 析了两种旋喷泵水 力模 型的性能特征 。模拟计算结 果表 明： 于小 流量旋 喷泵 的叶 分 对 轮结构 ， 形流道断面叶 片的性 能优于长短复合式 Ｓ型叶片。 矩 关键词 ： 旋转 喷射泵 ； 叶片结构 ； 力模型 ； 水 数值 模拟 ； 能预测 性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１ 前 言
旋 喷泵水 力模 型 的 内部 流场 进 行 模 拟 计 算 、 预 并 测对 比性 能 曲线 。从 而为 仿 真方 法在旋 喷泵 优化 设 计 中的应用 提供 有 效依 据 。
２ 水 力模 型 设计
旋 转喷 射泵 （ 称 旋 喷 泵 ） 是 根 据 毕 托 管 原 简 ， 理研 制 的一 种小 流 量高扬 程 低 比转 速泵 。该 泵 以
ｓｏ ｌｄ ｓ ｒ ｅ ｉｎ ｄ ｉ ｈ ｓｗｏ ｋ． Ｂ ａ ｓｏ ｌ ｔ ａ ｅ ．ａ ｅ ｄ ｓ ｅ ｎ ｔ ｉ ｂ ｇ ｒ ｖ ｍｅ ｎ ｆＡＮＳ Ｘ ｏｔ ｒ ．ｔ ｅ３ ｎ ｍｅ ｉａ ｉ ｌ ｔ ｎ ｆ ｌｗ ｆｅｄ ｆｒｔ ｅ ｔ ｏ ＹＳ ＣＦ ｓ ｆ ｗａ ｅ ｈ ｕ ｒ ｌｓｍｕ ａｉ ｓｏ ｏ ｌ ｏ ｈ ｗ Ｄ ｅ ｏ ｆ ｉ ｈ ｄ ａ ｌ ｄ ｌ ａｅ ｐ ｒ ｒ ｄ，ｔ ｅ ｐ ｅ ｓ ｒ ｉｔ ｂ ｔｏ ｓ ａ ｄ ｖ ｌｃ ｔ ｅ ｄ ｒ ｂａ ｎ ｄ Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｃ ｌ ｕａ ｉｎ ｆｒ ｔ ｅ ｙ ｒ ｕｉ ｍｏ ｅｓ ｒ ｅ ｆ ｍｅ ｃ ｏ ｈ ｒ ｓ ｕ ｅ ｄ ｓ ｉ ｕ ｉｎ ｎ ｅｏ ｉ ｆ ｌ ｓ ａ ｅ ｏ ｔ ｉｅ ． ｒ ｙｉ ｃ ｒ ｉｇ ｔ ｈ ａ ｃ ｌｔ ｈ ｏ ｏ
基于CFD的喷嘴结构参数对各孔内部流动特性影响研究
基于CFD的喷嘴结构参数对各孔内部流动特性影响研究高庆文;廖善彬;罗剑坤【摘要】采用经试验验证的三维气液两相流空穴模型,以各孔非均布的多孔柴油机喷油器为依托,详细研究喷孔结构参数对各孔内部流动特性的影响及其影响规律.结果表明:随着喷孔入口导圆半径的增加,各孔内的空化效应逐渐减弱,但各孔出口平均流速、质量流量和流量系数均逐渐提高;喷孔长度的增加对各孔内的空化效应具有一定的抑制作用,同时,各孔出口的平均流速、质量流量和流量系数逐渐降低;随着喷孔直径的增加,各孔内的空化效应逐渐增强,质量流量逐渐提高,但流量系数的变化并不是很明显.【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】5页(P24-28)【关键词】柴油机;多孔喷油器;流动特性;结构参数【作者】高庆文;廖善彬;罗剑坤【作者单位】江铃汽车股份有限公司,江西南昌330001;江铃汽车股份有限公司,江西南昌330001;江铃汽车股份有限公司,江西南昌330001【正文语种】中文【中图分类】TK4230 引言随着能源危机及环境污染的逐步加剧，燃烧系统、燃油喷射系统、进排气系统、后处理系统及电控标定的设计、改进及优化，已成为当今柴油机效率提升、排放升级和性能优化的主要工作。
同时，缸内工作过程的优化和改进又是各项工作的重中之重。
喷油器作为燃油喷射系统的关键部件，其性能对柴油机的工作过程具有重要影响，已成为柴油机最为关键的部件之一[1]。
为满足“节能减排”日益严格的要求，当前柴油机多采用多孔式喷油器。
但由于加工精度的差异及结构和液力研磨等的不同，各孔内的流动特性将存在一定的差异，进而导致各孔喷射特性的差异，致使气缸内尤其是燃烧室内随时间和空间不均匀的燃油分布，并最终使得燃烧排放的恶化及缸内尤其是燃烧室内不一致的热负荷[2-8]。
对于多孔柴油机喷油器，虽各孔内部的流动特性及其差异对柴油机的工作过程具有重要影响，但当前的研究多集中于各孔均布的多孔喷油器[9-11]，对于各孔非均布的多孔喷油器，还鲜有人对其内部的流动特性及各孔内部流动特性的差异进行过系统研究。
一种使干冰喷射均匀的扇形喷嘴的制作方法
一种使干冰喷射均匀的扇形喷嘴的制作方法1.引言1.1 概述概述:干冰喷射技术是一种常用于清洁、冷却和消毒等领域的新兴技术。
在干冰喷射过程中，一个重要的问题是如何使干冰均匀地喷射出去，以确保喷射效果的均匀和稳定。
本文旨在提出一种制作扇形喷嘴的方法，该喷嘴能够实现干冰喷射的均匀性，从而提高干冰喷射技术的效果和应用范围。
本文首先介绍了设计扇形喷嘴的必要性和重要性。
随后，通过确定喷嘴形状和制作喷嘴模具两个步骤，详细阐述了制作扇形喷嘴的具体方法。
其中，确定喷嘴形状需要考虑干冰喷射的需求和目标，以及喷嘴的结构和材料选择。
制作喷嘴模具则是根据确定的喷嘴形状，通过模具设计和制作的工艺，制造出符合要求的喷嘴模具。
在完成喷嘴的制作后，本文还提出了安装喷嘴与干冰供应系统的步骤。
其中，确定喷嘴位置需要考虑喷射范围和喷射角度的需求，以及与干冰供应系统的协调安装。
连接干冰供应系统则是实现喷嘴与干冰供应系统的互联，并确保干冰喷射的稳定和连续。
最后，通过对实验结果的分析，本文总结了扇形喷嘴制作方法的有效性和可行性，并对未来的研究和应用进行了展望。
通过本文的研究，相信可以为干冰喷射技术的进一步改进和推广提供有力的支持。
1.2文章结构文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要概述了本文的研究背景和研究目的，并对文章的结构进行了简要介绍。
正文部分主要包括两个主要步骤：设计扇形喷嘴和安装喷嘴与干冰供应系统。
2.1 设计扇形喷嘴部分详细介绍了如何确定喷嘴的形状，并制作喷嘴的模具。
2.2 安装喷嘴与干冰供应系统部分则讲解了如何确定喷嘴的位置，以及如何将喷嘴与干冰供应系统连接起来。
结论部分则对实验结果进行了分析，并对整篇文章进行了总结和展望。
通过以上的文章结构，本文将详细介绍一种使干冰喷射均匀的扇形喷嘴的制作方法，以期为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
1.3 目的本文的目的是设计一种能够使干冰喷射均匀的扇形喷嘴，并提供一种制作方法。
基于CFD的喷嘴结构对高压水射流反推特性的影响
Vol. 45 No. 3Mar. 202145 32021年3月液压与'动Chinese Hydraulics & Pneumatics doi ： 10.11832/j. issn. 1000-4858.2021.03.014基于CFD 的喷嘴结构对高压水射流反推特性的影响张吉智1,魏列江1,张振华2,李 涛1,姚博文1(1.兰州理工大学能源与动力工程学院，甘肃兰州730050； 2.北京特种机械研究所，北京100143)摘要：喷嘴作为无人机新型射流反推弹射的重要元件，其结构参数对无人机弹射动态特性具有重要 影响。
以圆柱形、圆锥形和余弦形结构的喷嘴为研究对象，基于CFD 建立不同结构喷嘴射流流动的数学模型，采用VOF 多相流模型和湍流模型等对不同结构喷嘴射流流态进行数值模拟，获得不同结构喷嘴内 外壁面的压力场、速度场分布，对比分析喷嘴结构特征和几何参数对高压水射流反推特性的影响规律。
结果表明：相比圆柱形喷嘴，圆锥和余弦形喷嘴射流反推特性更好；当喷嘴入口压力由15 MPa 增至30 MPa 时，射流速度增幅有下降趋势，当入口压力为25 MPa 时，余弦形喷嘴相比圆锥形喷嘴的射流反推力要高18. 1% ； 喷嘴出口内径增大对射流速度影响不大，但会显著增加射流反推力，与圆锥形喷嘴相比，同直径的余弦形喷嘴的射流反推力要高约7. 9% #关键词：喷嘴；高压水射流;数值模拟;反推特性;流场分析中图分类号:TH137 文献标志码:B 文章编号：1000-858 (2021 )03-0102-06Ineuencc ol Nozzle Structure Based on CFD on Back-propellingCharacteristics ol High-pressure Water JctZHANG Ji-zhi 1, WEI Lie-jiang 1, ZHANG Zhen-huv 2, LI Tao 1, YAO Bo-wen 1(1. Colleye ol Energy and Power Engineering , Lanzhou University ol Technology , Lanzhou , Gansu 730050；2. Beijing Research Institute ol Special Mechanic , Beijing 100143)Abstract : The nozzle is an impoiant component of the UAVO new jet reverse thrust ejection , and its structuralparameters have an impoiant ineuenco on the dynamic characteristics of the UAV ejection. Taking the nozzles ofcylindrical , conical and cosine strncturo as the research object , the mathematical model of the -el flow of diferentstrncturo nozzles is e stablished based on CFD, and the VOF multi-phase flow model andturbulence model areused to numeicalty calculate the -el tow pltems of dIferent strncture nozzles Through simulation , the pressure fielV and alocity field distribution of the inner and outer wall suilces of nozzles with dIferent strnctures areobtained , and the influence rules of nozzle strncture characteristics and yeometwc parameters on the reverse thost characteristics of high-pressure water iets are compared and analyzed. Simulation results show that the reverse thoist characteistics of conical and cosine nozzles are b-ter than those of cylindicat nozzles ; when the inlet possuo of thenozzle increases from 15 MPa to 30 MPa, the increase rate of the jet velocity has a downward Wend , when the inletpressure is 25 MPa, Cosine nozzles have a 18. 1 % higher jet reverse thost than conical nozzles ； an increase in the inner diameter of the nozzle outlet has little effect on the jet velocity , but it wilt signidcantty increase the jet reversethost. Compared with conical nozzles, cosine nozzles have the same diameter. The jet thost is about 7. 9%higher. The above research provides a reference for the design and development of UAV jet reverse thost nozzles.Key wordt : nozzle , high pressure water jet , numeicat simulation , backward characteistics , flow field analysis收稿日期：2020-11-5基金项目：国家自然科学基金(51805503 ,51765033)作者简介:张吉智(1995—),男，甘肃兰州人，硕士研究生，主要从事流体传动及控制方面的科研工作"2021年第3期液压与'动103引作为一种能量转换元件，将水介质的压力能为动能，是高压水中最为关键的元件⑴。
基于CFD的空化喷嘴结构参数研究
基于CFD的空化喷嘴结构参数研究马超群【摘要】Using the cavitation can improve the cleaning effect of nozzle significantly. CFD in analysis of field flow in the cavitation nozzle is applies. On the different inlet pressure, water and air' s angle that into the cavitation chamber and the location of air channels are contrast analysed, then analysed the simulation results. The simulation results show that with the increase of inlet pressure, the velocity increases, the water content reduces; the angle of water enters the cavitation chamber is 10 degrees, the angle of air is 135 degrees, and the location is 8 mm has better capability of flushing, and the range is farer. The calculation results provide useful reference for nozzle' s design and research.%利用空化特性使喷嘴显著提高射流的清洗效果.利用CFD工具对空化喷嘴内外流场进行了两相流的数值模拟.比较分析了不同进气压力、水和空气进入空化腔的角度和空气进入空化腔的位置对流场的影响,并对仿真结果进行了分析研究.结果表明,随着进气压力的增加,经喷嘴射流的流体速度增加,出口含水量减少.水进入空化腔角度为10°,空气进入空化腔角度为135°,且入射位置距空化腔左侧壁8 mm处时喷嘴具有较好的冲洗能力,并且射程较远.计算结果为喷嘴的进一步设计和研究提供了有益的参考.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)034【总页数】6页(P9173-9177,9185)【关键词】空化喷嘴;动压;入射倾角;射程【作者】马超群【作者单位】北京铁路局供电处北京100860【正文语种】中文【中图分类】TH137.9喷嘴作为流体射流的发生元件，它不仅要把水的压力能转换为动能，更要保证射出的流体具有优良的流动特性和动力特性［1］，从而达到清洗绝缘子的效果。
蒸汽蓄热器喷嘴的CFD研究及结构优化的开题报告
蒸汽蓄热器喷嘴的CFD研究及结构优化的开题报告一、选题背景蒸汽蓄热器喷嘴是蒸汽发生器中的重要零件，其主要功能是将水和蒸汽混合并喷入蓄热器中，从而使蓄热器内部的介质升温。
随着蒸汽发生器的不断发展和改进，对蒸汽蓄热器喷嘴的性能要求越来越高，如喷雾均匀性要求更高、能耗更低、使用寿命更长等。
因此，对蒸汽蓄热器喷嘴的CFD研究和结构优化具有重要意义。
二、研究目的本研究的主要目的是通过CFD方法对蒸汽蓄热器喷嘴进行流场分析和优化设计，探究不同结构参数对蒸汽蓄热器喷嘴性能的影响，为蒸汽蓄热器喷嘴的设计和生产提供参考。
三、研究内容及方法本研究将利用CFD方法对蒸汽蓄热器喷嘴的流场进行模拟和分析，其中包括以下内容：1. 建立蒸汽蓄热器喷嘴的三维模型，包括整个蓄热器系统和周围环境的几何参数和边界条件等。
2. 运用CFD软件对蒸汽蓄热器喷嘴进行流场分析，包括喷嘴内部的流体压力、温度、速度分布、喷雾均匀性等关键参数。
3. 对不同结构参数进行分析和优化，如喷嘴孔径、孔数、孔距、角度等，以寻求最优结构。
4. 建立蒸汽蓄热器喷嘴的性能模型，对优化后的喷嘴进行性能测试和验证。
研究方法主要包括实验和数值模拟两种方法。
实验部分将利用流体力学实验室的设备对优化后的喷嘴进行性能测试；数值模拟部分采用CFD方法对喷嘴的流场进行参数计算和分析，并通过参数优化得到更优的设计方案。
四、预期成果通过本研究，可以得到以下成果：1. 对蒸汽蓄热器喷嘴的流场特性进行深入分析，掌握喷口内部流动规律和喷雾分布规律。
2. 优化蒸汽蓄热器喷嘴结构，得到更合理的设计方案，提高其性能和寿命。
3. 建立起蒸汽蓄热器喷嘴的性能模型，为工程设计和生产提供参考。
五、可行性分析本研究所涉及的实验设备和计算软件都较为成熟，并且国内外已有不少研究成果可供参考。
因此，本研究具有可行性，有望取得一定的研究成果。
六、研究进度安排本研究计划为期12个月，按照以下进度安排进行：1. 前两个月，收集相关文献并进行综述，了解蒸汽蓄热器喷嘴的原理和应用现状。
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槽 切 槽 半 角 有 关 Ｊ 。 同 时， 不 同
的切 槽 形 状 和 加 工 方 式 也 影 响 出 口截 面的 面 积 。在 保 证 出 口截 面 面 积 一 定 的前 提 下 ， 对 Ｖ 形 槽 、 ｕ 形 槽 ｊ 、 圆 弧 形 槽 分 别 在 水
有不 同 的射流特 性 。 张新 铭 等 人运 用 Ｃ Ｆ Ｄ（ ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ — ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｌ ｆ ｕ ｉ ｄ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ ） 软 件 研 究 了 收缩 角 、 出 口长 径比、 Ｖ形 切槽 的夹 角 对 内部 流 场 的影 响 。任 小
（ ｍｍ） 、 Ｖ形 槽 切 槽 深 度 ｂ （ ｍ ｍ） 、 Ｖ形 槽 切 槽 半 角
２ ０ １ ５年 ７月 ２ Ｏ 日收 到
第一作者简介 ： 王国志 （１ ９ ７ ７ 一 ）， 男， 博士， 副教授 。研究方 向 ： 流
体 传 动 及 控 制 和 机 械 电 子科 学 。Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ：１ １ ８ ７ ９ ５ ３ ８ ９ ＠ｑ ｑ ． ｃ ｏ ｎ。 ｒ
参数 设 计 进 行 了系统 研 究 ， 给 出 了 具 体 设 计 方 法 ｊ 。但 现 在研究 的一 般是 Ｖ形 切 槽 、 水平 铣 槽 的
扇形 喷嘴 内流场 分 析 ， 没 有对 其 他 形 状切 槽 和加 工 方式 的扇 形喷 嘴 的外 流场进 行讨 论 。 采用 Ｖ Ｏ Ｆ（ ｖ ｏ ｌ ｕ ｍ ｅ ｏ ｆ ｌ ｆ ｕ ｉ ｄ ） 两 相流模 型 ， 运 用
两相流模型 ， 运用Ｃ Ｆ Ｄ（ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｌ ｆ ｕ ｉ ｄ ｄ ｙ ｎ ａ ｍ ｉ ｃ ｓ ） 软件对 扇形 喷嘴及 其外流 场进 行 了数 值模拟 ， 研 究 了当扇形 喷嘴 出 口截 面 面积 一定 时， 不同的切槽形状和加工 方式对清 洗效果 的影响。研究结果 表 明： 相 同的加 工方 式， Ｖ形槽 的喷 射角 略高于 Ｕ 形槽 ， 圆弧形槽 的喷射角最小。但在有效作用域上和有效打击力方面， 圆弧形槽 的最 大， Ｕ形槽 略大于 Ｖ形槽 ； 水平铣槽加工 方 式的射流角度和质量流量均大于 圆弧铣槽的； 圆弧铣槽加工方式相 比水平铣槽 能提 高 Ｖ形槽和 Ｕ形槽 的清洗 能力， 但却 削 弱了圆弧形槽 的清洗能力。
关键词 扇形喷嘴
切割结构
有效打击力 Ａ
有效作 用域
中图法分类号 Ｔ Ｂ １ ２ ６ ；
文献标志码
扇 形 喷嘴 因其 喷 嘴 口的独 特结 构 ， 可 以喷 射 出
Ｏ ／ （ 。 ） 。
喷射 角度可 调 的扁 平 扇形 液 流 膜 ， 在喷淋、 清洗 、 加 湿、 除尘 等方 面 广泛 应 用 。不 同结 构 的扇 形 喷 嘴 会
扇形 喷嘴 出 口 截 面 面 积 与 出 口 圆 柱段 直 径 ｄ 、 出 口盲
端 深度 ｎ 、 “ Ｖ” 形 槽 切槽 深 度 ｂ 、 “ Ｖ” 形
曾等人 用 Ｃ Ｆ Ｄ软 件 研 究 了射 流 出 口截 面 面 积 一 定 时， 扇 形 喷嘴人 口结 构 、 出 口直 径 、 出 口盲 端 椭 球 长
２ ． １ 物 理模 型
取 ｄ＝ ２ ． ５ ｍ ｍ、 Ｌ＝１ ０ ｍｍ、 Ⅱ＝ ２ ． ５ ｍ ｍ、 ＝ ４ ５ 。 。
１ 扇 形 喷 嘴 出 口结构
扇形 喷 嘴 的出 口为椭 球形 ， 出 口截 面为椭 圆形 ， 由一 定角 度 的 Ｖ形 切 槽 与 椭 球 形 喷孔 相 贯 而 成 。 如图 １ 所示 ， 扇 形喷 嘴 内部 主要 参数 有 ： 出 口圆柱段 直径 ｄ （ ｍ ｍ） 、 圆柱 段 长度 Ｌ （ ｍ ｍ） 、 出 口盲 端 深 度 ｏ
⑥
２ ０ １ ５ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
基于 Ｃ Ｆ Ｄ 的扇 形 喷 嘴不 同切 割 结构 研 究
王 国志 周 万 阳 邓 斌 柯 坚 冉春 燕
（ 西南交通大学机械工程学 院， 成都 ６ １ ０ ０ ３ １ ）
摘
要
扇形喷嘴越来越广泛地应用于清洗作业 ， 但不 同切 割结构 的扇 形喷嘴具 有不 同的性能。采用 Ｖ Ｏ Ｆ （ ｖ ｏ ｌ ｕ ｍ ｅ ｏ ｆ ｌ ｆ ｕ ｉ ｄ ）
Ｃ Ｆ Ｄ软 件建 立扇形 喷 嘴及 其 外 流 场 模 型 ， 研 究 扇 形
喷 嘴 出 口截面 面积 一 定 时 ， 不 同 的切 槽 形状 和加 工
平 铣 槽 和 圆 弧 铣 槽 的情况 下 的内外流 场 的射 流特性 进行 讨论 。
方式 对 内外部 流场 的影 响 。
２ 模 型 的建 立
除了切槽形状和加工方式不 同外 ， 为了保证出 口截 面面积 一定 ， 调节 ｂ的值 ， 具体参 数 如表 １ 。 由于 扇形 喷 嘴结 构 的特殊 性 ， 六 面体 网格 更 能 迎合 流场方 向 ， 从 而使计 算 速度更 快 ， 精 度更 高 。扇 形喷 嘴后接 长 ２ ０ ０ ｍｍ 圆柱外 流 场 ， 采用 Ｉ Ｃ Ｅ Ｍ 对模 型分块 进行 六 面体 网格 划 分 ， 对 喷 嘴 和射 流 区域进 行 网格加 密处理 。
图 Ｉ 扇 形 喷 嘴 出 口结 构
示 意 图
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｄ ｉ ａ ｇ ｒ ａ ｍ
ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｏ ｒ ｔ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｌａ ｆ ｔ ｆ ａ ｎ ｎｏ ｚ ｚ ｌ ｅ
第１ ５卷
第３ ３期
２ ０ １ ５年 １ １月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ Ｉ ． １ ５ Ｎｏ ． ３３ ＮＯ Ｖ ．２ ０１ ５
１ ６ ７ １ — １ ８ １ ５ （ ２ ０ １ ５ ） ３ ３ ． ０ １ ４ ６ — ０ ５
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ