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荷电液滴雾化机理的研究
作 者: 王晓英
导 师: 罗惕乾
学 校: 江苏大学
专 业: 流体机械及工程
关键词: 荷电雾化 液滴破碎 数值计算 实验
分类号: S491
类 型: 硕士论文
年 份: 2006年
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内容摘要
雾化是气液两相相互作用的过程,静电雾化由于静电场的参与,其雾化机理更加复杂。本文围绕荷电液滴雾化理论进行了系统的理论和实验研究,研究内容包括:荷电液滴破碎的数学模型、液滴在高速气流作用下破碎的数值模拟以及双流体喷嘴荷电雾化特性的试验研究。本课题来源于国家发展与改革委员会“高压静电喷洒治蝗车产业化示范工程”项目。1、从荷电液滴的受力着手,通过量级比较找出其主要受力,并从液滴破碎能量的角度出发,探索荷电液滴的破碎机理。2.液滴破碎是雾化的一个重要环节,本文用FLUENT6.0软件模拟了高速气流作用下液滴破碎的过程,并将模拟结果与国外试验结果进行了对比,分析气液相对速度、液体表面张力对液滴破碎过程的影响,总结了液滴在高速气流作用下的变形与破碎的特点及其决定性因素。3.设计了新型的双流体喷嘴,对其流量特性和雾化特性进行了详细的测定,并将荷电与非荷电情况下的雾化效果进行了对比,考察气动力与静电力对液滴雾化的作用。实验发现:气液各参数互相牵制,雾化片孔径大小对雾化特性的影响很大;荷电能有效细化、均匀雾滴粒径,并且充电电压、喷嘴结构、气液工况三者之间的交互作用不明显,可相对独立地影响荷电喷雾的雾滴尺寸;双流体喷嘴相对于压力雾化来说,具有调节范围宽,雾化压力低,不易堵塞的优点,符合高效节能的设计理念。
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全文目录
摘要 5-6 ABSTRACT 6-10 第一章 绪论 10-14 1.1 荷电雾化概述 10 1.2 荷电液滴雾化国内外研究现状 10-12 1.3 本文研究的目的和意义 12-13 1.4 本文研究的主要内容 13-14 第二章 荷电液滴破碎基础理论 14-36 2.1 液滴破碎 14-16 2.2 雾化性能的评定参数 16-19 2.2.1 雾化粒径 16-17 2.2.2 雾化均匀度 17-19 2.2.3 雾化锥角 19 2.3 雾滴充电及充电电场 19-26 2.3.1 气体的电离和导电过程 20-21 2.3.2 液滴的充电机理 21-22 2.3.3 电晕充电电场 22 2.3.4 针状组合电极电晕充电电场 22-26 2.4 荷电颗粒的受力分析 26-30 2.4.1 力的分类 26 2.4.2 荷电颗粒受力分析 26-28 2.4.3 量级比较 28-30 2.5 液滴分裂的数学模型 30-36 2.5.1 液滴分裂一次完成模型 30-33 2.5.2 树状分裂模型 33-34 2.5.3 荷电雾滴变形破碎的数学模型 34-36 第三章 液滴破碎数值模拟 36-50 3.1 多相流模型与运动界面的重构方法 36-39 3.1.1 多相流模型的选择 36-37 3.1.2 运动界面重构方法的选择 37-39 3.2 数学模型与计算模型 39-41 3.2.1 控制方程 39-40 3.2.2 计算模型 40 3.2.3 定解条件 40 3.2.4 求解算法 40-41 3.3 数值模拟结果与分析 41-50 3.3.1 袋形破碎 41-43 3.3.2 剪切破碎 43-46 3.3.3 爆炸破碎 46-50 第四章 双流体喷嘴荷电雾化试验研究 50-64 4.1 试验装置设计 50-52 4.1.1 喷嘴的设计 50-52 4.1.2 供液系统 52 4.1.3 供气系统 52 4.1.4 压力、流量测量系统 52 4.2 试验方法 52-54 4.2.1 雾滴粒径的测量 53 4.2.2 荷电量测量装置 53-54 4.3 试验结果与分析 54-64 4.3.1 控制参数间的相互牵制关系 54-56 4.3.2 气体压力对雾化性能的影响 56-58 4.3.3 液体压力对雾化性能的影响 58-60 4.3.4 气喷管长度对雾化性能的影响 60 4.3.5 雾化片孔径对雾化性能的影响 60-61 4.3.6 荷电对雾化性能的影响 61-64 第五章 全文总结及进一步工作展望 64-66 5.1 全文总结 64-65 5.2 工作展望 65-66 参考文献 66-69 攻读硕士学位期间论文科研情况 69-70 致谢 70
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中图分类: > 农业科学 > 植物保护 > 植物保护机械 > 喷雾器、弥雾器、烟雾器
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