导读:本文包含了空化喷嘴论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:喷嘴,数值计算,空化射流,优化设计
空化喷嘴论文文献综述
张文全[1]（2019）在《高压射流空化喷嘴的优化设计及剪切空泡形成机理》一文中研究指出空化射流作为一种新型射流技术,具备能量密度高、冲击力强、清洁、高效等优点,广泛应用于石油开采、船舶清洗以及金属材料强化等工程领域。空化射流空泡的溃灭伴随着极强的冲击波与微射流,如果控制和使用恰当时,空化现象能够有效提升射流切割、除锈、喷丸的效率,但如果使用不当,将会对冲击材料产生汽蚀破坏。喷嘴作为产生空化射流的核心部件,它不仅将流体静压能转换成动压能,而且还保证空化射流具有良好的流动特性和空化性能。因此,研究喷嘴空化性能以及射流空泡形态分布规律,对于提高喷嘴射流性能和空化性能具有重要意义。本文在江苏省重点研发计划竞争项目“大容量高参数水力机械叶片空泡冲击波强化抗汽蚀磨蚀技术研发(项目编号:BE2017126)”的资助下完成。基于数值计算和试验研究相结合的方法,研究了缩放型喷嘴结构参数对射流空化性能的影响规律,分析了射流剪切空泡的形成机理,试验捕捉了淹没射流空泡形态的演化过程。(1)设计了一种缩放型喷嘴,对比分析不同湍流模型在淹没空化射流中的应用,通过选取多相流模型和空化模型,得到不同湍流模型下淹没空化射流形成的空穴形态并与试验得到空泡云形态进行对比。研究结果表明,标准k-ε和k-ω系列湍流模型计算得到淹没空化射流形成的空泡云主要集中分布于喷嘴出口附近,与试验结果相差较远,而transition SST湍流模型计算获得喷嘴下游形成的云状空泡团与高速摄影试验拍摄获得的云状空化结果最为接近。当Zwart-Gerber-Belamri空化模型蒸发和凝结系数分别取10和0.01时,射流空化性能适中,形成的空泡团形态与试验结果吻合最好。(2)基于建立的数值计算方法对不同结构参数的缩放型喷嘴进行数值计算,得到了不同参数下喷嘴流场性能分布和空穴形态,重点分析了喷嘴结构参数对流场性能变化趋势和空泡形态变化规律的影响,得到了相应参数的最佳取值。研究结果表明,随着喷嘴出口扩散角增加,喷嘴流场内最低负压值先减小后增大,同时在喷嘴扩散段内形成的局部低压区随扩散角增加不断减小,射流形成的空穴轴向长度和面积呈先增加后减小的变化趋势,喷嘴扩散角存在最佳取值使得射流空化性能达到最佳;随着喷嘴圆柱段直径的增加,喷嘴出口速度最大值不断增加,在喷嘴扩散段内形成的局部低压区随直径增大先增加后减小,喷嘴形成的射流空穴形态呈现先增加后减小的变化;随着喷嘴圆柱段长度增加,喷嘴流场内最低负压值先减小后增大,喷嘴出口速度最大值逐渐减小,喷嘴形成的射流空穴形态轴向长度和面积先增加后减小。同时,随着进口压力增加,喷嘴出口速度最大值不断增大,流场内最低负压值逐渐减小,射流空化性能不断增强。(3)进行喷嘴内非定常空化特性的数值计算,研究了剪切空泡的形成机理,获得了喷嘴流场空穴形态和性能变化规律。研究发现,在喷嘴轴截面内空化初生位于喷嘴圆柱段出口扩散段进口附近,并沿射流轴心线对称分布,在形成空化的相应低压区,存在沿射流轴心线对称分布的漩涡,空穴形态随时间推移的变化规律与喷嘴内漩涡变化趋势相一致,漩涡涡心对应于空泡体积分数较高位置。同时,发现空化空泡在径向截面沿圆周方向呈环状分布,空泡体积分数较高位置对应于湍动能较大的速度梯度衰减区(边界层)。因而,结合轴截面和径向截面内的空泡变化规律和流场分布特性可知,在射流速度梯度衰减较快的边界层内存在剪切产生的漩涡,漩涡引起压力降低从而形成空化。(4)建立了高压空化射流试验台,利用日本OLYMPUS公司的高速摄影机对淹没射流形成的空泡形态进行拍摄,分析了不同扩散角、不同进口压力下喷嘴射流空泡形态的变化规律。试验结果发现,喷嘴扩散角对射流空化性能具有较大影响,当扩散角过小,会限制空泡发展,降低空化性能;扩散角过大,出口段对于剪切层约束力不足,会造成空化性能下降;当喷嘴扩散角为60°时,射流空化性能达到最佳。不同进口压力下空泡云形态具有较大差别,随着进口压力增加,空化程度逐渐增强,空泡云尺寸逐步增大;空泡脱落发生位置向下游偏移,脱落周期略有延长。(本文来源于《江苏大学》期刊2019-06-01）
万春浩,王瑞和,周卫东,李罗鹏[2]（2019）在《角形空化喷嘴内外流场的数值模拟》一文中研究指出为研究角形空化喷嘴对空化射流空化效果的影响,建立了空化喷嘴内外流场的数学模型和物理模型。利用流体力学模拟软件FLUENT,采用混合模型、空化模型和RNGκ-ε湍流模型对角形空化喷嘴的空化射流内外流场进行了数值模拟。以射流流场中含气率分布为判断喷嘴产生空化效果的依据,分析了直柱段直径、入口压力、围压对射流空化效果的影响。模拟结果表明:相同喷嘴入口压力条件下,直柱段直径越大,射流空化效果越好;增大喷嘴入口压力可以提高射流空化效果,但围压的存在会抑制空化泡的产生,不利于提高空化效果。数值模拟结果可以为空化射流的产生提供指导。(本文来源于《断块油气田》期刊2019年02期）
李兴,黄永春,黄承都,杨锋,覃懿[3]（2019）在《基于Fluent亥姆霍兹自振空化喷嘴流场的数值模拟》一文中研究指出根据Fluent流体计算软件和亥姆霍兹自振空化喷嘴内流场的特点,基于流体力学的基本理论,对不同结构尺寸的亥姆霍兹型自振空化喷嘴进行了模拟研究。通过数值模拟计算,得到了各个亥姆霍兹型自振空化喷嘴流场内速度与压力分布云图及轴线的速度压力分布曲线等。模拟结果表明,在射流进入振荡腔后产生了明显的负压区,当压力低于液体的饱和蒸气压时,空化气泡产生;在自振空化喷嘴的扩张段处存在速度的最大值,并且随着腔长的增加,扩张段处速度最大值减小。在特定的参数下(入口直径d_1=3.4mm,振荡腔直径D_c=15mm,扩张段扩张角α_2=60°),振荡腔长度L_c=3mm,撞击角α_1=180°,出口直径d_2=4mm时,喷嘴内部产生较强的空化作用。(本文来源于《大众科技》期刊2019年03期）
郭世建,王尊策,徐德奎,赵海江[4]（2018）在《低压水射流空化喷嘴油管清洗数值模拟与试验研究》一文中研究指出油管内壁结垢、结盐、结蜡、锈皮、稠油堆积等现象会造成内壁空间减小,增大了输油阻力,耗费了大量的电能,严重时甚至造成油管堵塞。为了揭示空化射流清洗油管的清洗机理,研究空化射流喷嘴的射流特性,提出了一种角形空化喷嘴模型。课题设计制造了低压空化水射流油管内壁清洗实验台,利用空化产生的气泡在破灭瞬时产生高温高压来清洗油管内壁。实验台采用电动控制小车在滑道上前后限位行走,转杆带动前端空化喷头在油管内壁进行旋转喷射,低压清洗油管内壁。采用ICEM软件进行了模型的网格划分,采用VOF模型对空化喷嘴内部流场进行了数值模拟,得到了速度场、压力场、气相体积分数的分布规律。通过高速摄像机拍摄了清洗内壁过程,模拟结果与试验验证结果符合良好,效果显着,既降低了高压设备清洗带来的危险,又降低了高压射流带来的不必要的成本。研究结果表明:进水压力在11~13 MPa左右时,喷嘴空化性能和冲洗效果最好;射流液体的温度对空化的影响较大,在50℃附近时气体含量开始起主导作用。该研究成果对于油管清洗实验台及喷嘴选择具有一定的指导意义。(本文来源于《当代化工》期刊2018年09期）
陈彦臻,胡以怀,李凯,柯赟,蒋佳炜[5]（2018）在《组合式空化喷嘴流场的数值模拟》一文中研究指出本文考虑现有空化喷嘴的空化性能不足和磨损程度高的问题,对带有空化器的组合式空化喷嘴进行了研究,利用CFD软件分析了流场特性。结果表明,该喷嘴可产生有效空化,且空化器能产生大量"汽化",明显提高了空化效果,可为空化喷嘴的设计提供理论依据。(本文来源于《科学技术创新》期刊2018年18期）
张坤,陈颂英[6]（2018）在《自激脉冲空化喷嘴叁维非稳态流动的数值模拟》一文中研究指出选择RNG k-ε、Realizable k-ε、标准k-ω和SST k-ω这4种湍流模型,对低压自激脉冲空化射流喷嘴内部流场进行数值模拟研究,验证其对脉冲空化喷嘴内部叁维非定常流场模拟的适定性,研究表明RNG k-ε模型的模拟精度高且易收敛,网格无关性验证和时间步长分析说明应尽量减少时间步长.基于叁维非稳态空化模型,考虑重力因素,对喷嘴腔室内部流场进行了数值分析,通过压力、速度、水蒸气体积分数和温度的分布云图,分析了1个周期内腔室内部空化初生、能量集中和释放的演变过程,解释了空化射流的产生机理,与试验结果对比,验证了腔室内部流场演变的正确性,考虑重力因素,进行喷嘴内部流场叁维模拟更加符合工程实际.(本文来源于《排灌机械工程学报》期刊2018年04期）
邓松圣,廖松,管金发,陈晓晨,姚粟[7]（2017）在《中心体空化喷嘴全尺寸结构优化研究》一文中研究指出为提高油罐清洗除锈效率和安全性,拓展空化水射流技术的应用场合,设计了一种用锥形喷嘴与90°锥形柱体镶嵌而成的新型中心体空化喷嘴。通过Fluent软件,采用无量纲量,针对不同喷嘴出口段圆柱长度、外喷嘴直径、中心体直径以及内嵌深度参数组合的多种工况进行数值模拟,重点对射流流场的压力分布和气含率分布进行了对比分析,研究表明:所设计的喷嘴射流绕流能够有效产生空化,空化区域主要存在于90°锥形柱体末端附近;含90°锥形柱体中心体空化喷嘴结构的四大参数(L、D、d、l)必须相互配合,在l/d=1附近、L/D=1.5~2.5、D/l=2~2.5能够产生较好的空化效果。(本文来源于《煤矿机械》期刊2017年12期）
朱斌[8]（2017）在《自振空化喷嘴流场特性数值模拟与实验研究》一文中研究指出随着油气资源勘探开发逐渐向深部、超深部地层进发,传统喷射钻井的效率大幅下降,在高围压下提速效果非常有限。因此有必要探索新兴技术和手段提高钻井效率。空化是自然界中一种普遍的物理现象,常常会对水力设备产生严重的破坏,但是如果能将其引入石油钻井,能有效提高钻井效率。本文以前人提出的自振空化喷嘴为研究对象,通过数值模拟和实验研究其流场特性。首先通过理论分析和室内实验,探究了自振空化喷嘴自振腔内的水声学特性,结果表明自振腔内流体共振频率是自振腔的固有属性,与射流工作参数无关,而其中最重要的影响因素是自振腔的长度;随着自振腔长度的增加,其固有频率降低,呈现负幂次的规律;不同结构的喷嘴有其相应的合理射流工作参数范围。接着通过大涡模拟的方式研究了喷嘴出口(即流场入口)速度脉动幅值和频率对射流流场的影响,发现周期性脉动的流场入口速度有利于保持射流的集中性,射流不易发散,特别是当斯特劳哈尔数等于0.3时更为明显;脉动有利于旋涡发展得更远。对于宏观流场特性,采用湍流模型、多相流模型和空化模型,数值模拟研究自振喷嘴射流流场,分析了喷嘴上游压力、喷嘴出口直径、喷嘴出口长度、喷嘴出口扩散角和围压对流场的影响,结果表明喷嘴的无量纲最优喷距范围为7~14,并且泵压基本不会影响最优喷距;喷嘴出口扩散角为30度时射流速度较高且衰减得相对较慢,喷嘴出口形成的汽相含量较高,且井底存在比较大的漫流横推速度;其他条件不变时,围压对射流流场速度和涡量大小存在抑制作用。最后进行空化射流冲蚀实验,结果发现,冲蚀面冲蚀坑的分布形态有叁种,分别是中心密、周围疏的中心密布型(记为形态I),均匀分布型(记为形态II)和中间空、往外密、再往外又疏的环状密布型(记为形态III);随着喷距的增大,空化射流的空蚀强度减弱;围压对空蚀强度的影响基本没有一个明显的规律。本论文在前人自振空化技术研究的基础上,进一步探索空化发生机理,研究自振空化喷嘴射流流场,定量描述空化冲蚀性能,以此为基础改进喷嘴设计,为进一步提高钻井效率、降低钻井成本提供理论基础。(本文来源于《中国石油大学（北京）》期刊2017-05-01）
薛廷,张敏[9]（2015）在《低压空化喷嘴内部流场的仿真研究》一文中研究指出为研究低压情况下空化喷嘴结构对形成空化和清洗效果的影响,基于CFD软件利用空化模型对低压入射流下的圆锥收敛型喷嘴和自振空化喷嘴的内部流场进行了数值模拟,并对其空化和冲洗效果进行了对比,同时对比分析了掺气自振空化喷嘴和结构优化后的自振空化喷嘴的内部流场。仿真结果表明,在特定参数下,掺气自振空化喷嘴具有良好的冲洗能力和空化效果,其次是自振空化喷嘴,而圆锥收敛型喷嘴的空化效果不明显。喷嘴突然缩小,形成断面收缩以及气体的掺入有助于空化和清洗效果。(本文来源于《机电一体化》期刊2015年10期）
姚立明,赵怡,李大尉,裴禹,姚鸿宾[10]（2015）在《几种空化喷嘴流场的数值模拟》一文中研究指出为研究锥形喷嘴、角形喷嘴等喷嘴的出口流道形状对空化射流空化效果的影响,建立了喷嘴的物理模型和数学模型。采用Fluent软件对锥形、角形、收缩形、收缩-扩张形四种喷嘴的空化射流实验装置中的流场进行了数值模拟,通过对流场的压力、速度和空化情况的分析,认为具有扩散形出口流道的空化喷嘴的空化效果最好。计算结果可以为空化喷嘴的设计提供指导。(本文来源于《节能技术》期刊2015年01期）
空化喷嘴论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为研究角形空化喷嘴对空化射流空化效果的影响,建立了空化喷嘴内外流场的数学模型和物理模型。利用流体力学模拟软件FLUENT,采用混合模型、空化模型和RNGκ-ε湍流模型对角形空化喷嘴的空化射流内外流场进行了数值模拟。以射流流场中含气率分布为判断喷嘴产生空化效果的依据,分析了直柱段直径、入口压力、围压对射流空化效果的影响。模拟结果表明:相同喷嘴入口压力条件下,直柱段直径越大,射流空化效果越好;增大喷嘴入口压力可以提高射流空化效果,但围压的存在会抑制空化泡的产生,不利于提高空化效果。数值模拟结果可以为空化射流的产生提供指导。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
空化喷嘴论文参考文献
[1].张文全.高压射流空化喷嘴的优化设计及剪切空泡形成机理[D].江苏大学.2019
[2].万春浩,王瑞和,周卫东,李罗鹏.角形空化喷嘴内外流场的数值模拟[J].断块油气田.2019
[3].李兴,黄永春,黄承都,杨锋,覃懿.基于Fluent亥姆霍兹自振空化喷嘴流场的数值模拟[J].大众科技.2019
[4].郭世建,王尊策,徐德奎,赵海江.低压水射流空化喷嘴油管清洗数值模拟与试验研究[J].当代化工.2018
[5].陈彦臻,胡以怀,李凯,柯赟,蒋佳炜.组合式空化喷嘴流场的数值模拟[J].科学技术创新.2018
[6].张坤,陈颂英.自激脉冲空化喷嘴叁维非稳态流动的数值模拟[J].排灌机械工程学报.2018
[7].邓松圣,廖松,管金发,陈晓晨,姚粟.中心体空化喷嘴全尺寸结构优化研究[J].煤矿机械.2017
[8].朱斌.自振空化喷嘴流场特性数值模拟与实验研究[D].中国石油大学（北京）.2017
[9].薛廷,张敏.低压空化喷嘴内部流场的仿真研究[J].机电一体化.2015
[10].姚立明,赵怡,李大尉,裴禹,姚鸿宾.几种空化喷嘴流场的数值模拟[J].节能技术.2015