【摘 要】
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水射流清洗技术近年来在生产生活领域的各个方面得到了广泛的应用。喷嘴作为水射流发生装置的核心执行元件,影响着射流清洗的效果。圆锥形喷嘴以结构简单、射流对中性好及打
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水射流清洗技术近年来在生产生活领域的各个方面得到了广泛的应用。喷嘴作为水射流发生装置的核心执行元件,影响着射流清洗的效果。圆锥形喷嘴以结构简单、射流对中性好及打击力集中等优点著称,国内外的学者们也对这种单孔的圆锥形喷嘴进行了大量深入的研究。而在工程中应用更为广泛的多孔喷嘴,喷出后的几股射流间存在相互吸附效应,鉴于射流和理论分析的复杂性,目前研究较少,特别是关于圆锥形多孔喷嘴的内外部流场特性研究。在本文中,通过改变喷嘴的几何参数,利用Fluent的可视化数值模拟功能来研究圆锥形多孔喷嘴的内外流场,以达到优化和改进圆锥形多孔喷嘴的目的。本论文利用CFD流体仿真软件对西南交通大学研制的绝缘子带电水冲洗装置的圆锥形喷嘴进行了低压射流的仿真研究,得到了圆锥形喷嘴的射流特性,分析了圆锥形多孔喷嘴的主要结构参数和工况对射流特性的影响。在此基础上,得到了圆锥形多孔喷嘴射流性能较优时的最佳结构参数和工况条件的组合,为多孔喷嘴的设计选择提供一定的参考依据。本论文主要包括三个部分内容：(1)通过仿真分析绝缘子带电水冲洗装置的圆锥形喷嘴,得出了喷嘴的射流特性,对圆锥形喷嘴的射流速度、含水量分布及动、静压变化规律进行了研究,分析了圆锥形喷嘴的内外部流场中速度、含水量和动压的变化趋势,介绍了圆锥形多孔喷嘴的打击力和流量变化。(2)在绝缘子带电水冲洗装置的圆锥形喷嘴基础上,通过改变出口圆柱段长径比、入口和出口圆锥段收缩角、喷嘴孔间距及孔数等参数,分析研究了喷嘴的主要结构参数变化对圆锥形多孔喷嘴内外部流场特性的影响,为后续优化结构提供依据。(3)在研究圆锥形多孔喷嘴内外部流场特性的基础上,进一步优化和改进圆锥形多孔喷嘴结构。分析仿真了入口压力对射流的影响,获得最优值,并且研究分析外流场长度和打击角度对喷嘴射流特性的影响,从而达到更佳的射流清洗效果。
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