中低粘度小流量流体低压雾化喷嘴的建模和仿真技术研究

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采用低压低流量雾化技术的781S喷嘴被广泛地应用在医疗,电子,半导体产品制造,以及汽车等工业领域。作为专门应用于中低粘度流体的喷雾阀,其雾化特性的好坏不仅受到喷嘴本身结构的影响,还要受到液体的粘度和表面张力、液体喷射方向、雾化气压以及气液相对速度等因素的影响。   本文对中低粘度流体喷雾阀进行了建模和仿真技术研究,分析了小流量低压雾化的机理,建立了781S雾化喷嘴的数学模型,并对喷雾阀进行了数值建模和仿真,找出了雾化过程中影响雾化性能的关键因素,并进行了实验验证。研究取得的结论如下:   第一,在喷嘴进行雾化时,不同的喷嘴的喷射方向对雾化场没有影响。   第二,对同一个喷嘴,在不同的雾化气压下,流场中的总压力分布结构几乎不变,单纯的增大雾化压力不会对流场的分布产生质的改变;也可以说,在不同的雾化压力下,喷嘴的雾化角不会发生改变。   第三,随着雾化气压的增大,雾化颗粒的直径越来越小,但是增大到一定程度后随着雾化气压的增大,雾化颗粒直径又开始增大;另外,在保持雾化压力不变的情况下,随着气液相对速度的减少(增大液滴速度),雾化颗粒直径逐渐增大,直到出现一个最大直径;之后随着相对速度的减少,雾化颗粒直径又开始减少。   最后,随着雾化气压的增大,雾化颗粒直径分布越来越集中;另外,在保持雾化压力不变的情况下,随着气液相对速度的减少,雾化颗粒直径分布也趋于集中。本文对现有成熟产品的雾化特性进行了详细的研究,其结论对新产品的设计开发有着重要的理论指导意义。  
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