本文關鍵詞：超聲霧化噴嘴的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤礦井下的呼吸性粉塵是引起井下工作人員塵肺病的最根本原因。目前煤礦井下主要采用噴霧的方法進行降塵,但其對呼吸性粉塵的沉降效果很不理想。主要原因是其水霧的霧滴粒徑過大,而前人研究表明霧滴粒徑越小捕集呼吸性粉塵的效率越高。超聲霧化降塵是一種新型的降塵技術,利用超聲霧化噴嘴產生的霧滴粒徑可以達到十幾微米,能夠有效提高呼吸性粉塵的沉降效率。本文通過分析超聲霧化噴嘴的發(fā)聲原理和霧化機理,提出超聲波的頻率、聲壓以及噴嘴出口的氣流速度是影響超聲波霧化的主要因素,同時得出噴嘴的共振腔結構對超聲波頻率和聲壓的影響很大。利用實驗測量了超聲霧化噴嘴在不同氣壓下的頻率,根據頻率的變化規(guī)律初步給出了噴嘴氣壓的工作范圍:0.25-0.6MPa,同時驗證了超聲霧化噴嘴的頻率經驗公式。通過FLUENT分析了氣壓、共振腔直徑d、長度L及噴嘴出口到共振腔距離s對超聲霧化噴嘴聲壓的影響,結果表明隨著氣壓的增大聲壓呈增大趨勢;根據頻率和聲壓的變化規(guī)律得到了共振腔三個結構參數的設計范圍:d=1.5-2.5mm,L=1.0-2.0mm,s=3-4mm,為后人在設計噴嘴共振腔時提供了參考。通過FLUENT對超聲霧化噴嘴氣液兩相的內流場進行了模擬研究,分析了工作參數和結構參數對噴嘴出口氣流速度的影響,研究表明隨著氣壓的不斷增大,噴嘴出口的氣流速度不斷增大,而隨著水壓的不斷增大,噴嘴出口的氣流速度不斷減小。在以上規(guī)律的基礎上得出了超聲霧化噴嘴的最優(yōu)工作氣壓為0.5MPa,與之匹配的水壓為0.3-0.4MPa。液相入口夾角θ對噴嘴出口的氣流速度影響很小,而隨著液相入口孔徑D的增加噴嘴出口的氣流速度呈增大趨勢,由此給出了D的設計范圍為1.0-1.2mm。利用實驗分析了工況參數對超聲霧化噴嘴霧場的影響。實驗表明隨著氣壓的增大,霧滴SMD不斷變小,霧化角顯著增大,之后隨著氣壓的繼續(xù)增大,霧滴SMD和霧化角變化不大;而霧滴SMD隨著水壓的增大呈增大的趨勢。同時通過實驗結果驗證了仿真所得的最優(yōu)工作氣壓和水壓。并且實驗得到了當氣壓為0.5MPa,水壓為0.4MPa時軸向距離在0-150cm范圍內的霧場分布均勻性最好。
【關鍵詞】：超聲波 霧化噴嘴 共振腔 SMD
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD714.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 研究背景11-13
• 1.1.1 呼吸性粉塵的危害11
• 1.1.2 呼吸性粉塵的防治現(xiàn)狀11-13
• 1.2 超聲霧化種類13-15
• 1.2.1 壓電式超聲霧化13-14
• 1.2.2 流體動力式超聲霧化噴嘴14-15
• 1.3 超聲霧化噴嘴國內外研究動態(tài)15-20
• 1.3.1 Hartmann哨的研究動態(tài)15-17
• 1.3.2 超聲霧化噴嘴的研究動態(tài)17-20
• 1.4 本課題研究的意義和內容20-21
• 1.4.1 本課題研究意義20
• 1.4.2 本課題研究內容20-21
• 1.5 本章小結21-23
• 第二章 超聲霧化噴嘴的理論基礎23-37
• 2.1 超聲波的產生原理23-26
• 2.1.1 氣動聲學理論23-24
• 2.1.2 Hartmann哨發(fā)聲原理24-26
• 2.2 超聲波霧化機理26-32
• 2.2.1 表面張力波理論26-31
• 2.2.2 微激波理論31-32
• 2.2.3 表面張力波理論與微激波理論的聯(lián)系32
• 2.3 超聲霧化質量的主要指標32-35
• 2.4 Hartmann哨超聲霧化噴嘴結構35-36
• 2.5 本章小結36-37
• 第三章 超聲霧化噴嘴的共振腔特性研究37-51
• 3.1 超聲霧化噴嘴的頻率特性實驗研究37-41
• 3.1.1 實驗系統(tǒng)設計37-38
• 3.1.2 實驗條件設定38
• 3.1.3 實驗結果分析38-41
• 3.2 超聲霧化噴嘴共振腔聲學特性的數值模擬41-49
• 3.2.1 FLUENT軟件介紹41-42
• 3.2.2 模型建立及網格劃分42-43
• 3.2.3 求解模型選擇及參數設置43-44
• 3.2.4 仿真結果分析44-49
• 3.3 本章小結49-51
• 第四章 超聲霧化噴嘴內部流場仿真51-63
• 4.1 流體動力學的基本控制方程51-52
• 4.2 模型建立及網格劃分52-53
• 4.3 求解模型選擇與邊界條件設定53-55
• 4.4 結果分析55-61
• 4.4.1 噴嘴內部流場分析55-57
• 4.4.2 工作參數對噴嘴出口氣流速度的影響57-59
• 4.4.3 結構參數對噴嘴出口氣流速度的影響59-61
• 4.5 本章小結61-63
• 第五章 超聲噴嘴的霧化實驗研究63-75
• 5.1 實驗系統(tǒng)設計63-65
• 5.2 霧滴粒徑測定方法65
• 5.3 實驗工況的確定65-67
• 5.4 實驗結果分析67-74
• 5.4.1 工況參數對霧滴SMD的影響67-70
• 5.4.2 霧場中霧滴SMD的軸向及徑向變化70-73
• 5.4.3 工況參數對霧化角的影響73-74
• 5.5 本章小結74-75
• 第六章 結論與展望75-77
• 6.1 主要結論75-76
• 6.2 展望76-77
• 參考文獻77-81
• 致謝81-83
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文83

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1 邵煜昌;;機械霧化噴嘴[J];工業(yè)爐;1989年01期

2 吳芳;;用于連鑄二冷的新型霧化噴嘴[J];上海金屬;1990年01期

3 張克強,田乃嬡;連鑄用氣-水霧化噴嘴的傳熱特性[J];北京科技大學學報;1991年S1期

4 梁榮;黨新安;趙小娟;;超聲波霧化噴嘴的設計[J];上海有色金屬;2006年04期

5 張亞坤;劉瑾;滿春雷;;切向槽雙旋流外混式介質輔助霧化噴嘴的研制[J];節(jié)能;2012年02期

6 王生公,顏儉,王小明;霧化噴嘴性能測試技術[J];電力環(huán)境保護;2002年02期

7 劉福平;;環(huán)孔霧化噴嘴設計參數的研究[J];粉末冶金工業(yè);2011年01期

8 吉曉莉,陳家炎,趙云惠;超細霧化噴嘴的試驗研究[J];湖北化工;1998年02期

9 王立榮;新型旋流式與內混式氣動霧化噴嘴比較[J];石油化工設備;2002年02期

10 譚敏;;氣-水霧化噴嘴特性實驗研究[J];硅谷;2009年24期

中國重要會議論文全文數據庫 前1條

1 ;高效霧化噴嘴[A];力學與西部開發(fā)會議論文集[C];2001年

中國重要報紙全文數據庫 前1條

1 陳偉立;高效霧化噴嘴浮出水面[N];中國石化報;2001年

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1 樊建廣;氣泡霧化噴嘴的實驗與模擬研究[D];河北工業(yè)大學;2015年

2 朱輝;高壓微細霧化噴嘴的霧化特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

3 董哲;二路三路氣流式霧化噴嘴數值模擬與參數優(yōu)化[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

4 楚顯玉;氣泡霧化噴嘴內部流場及霧化現(xiàn)象的模擬研究[D];中國計量學院;2015年

5 劉旭澤;超聲霧化噴嘴的研究[D];太原理工大學;2016年

6 徐展;重渣油復合霧化噴嘴設計及實驗研究[D];中國石油大學;2011年

7 安輝;內混式雙流體渣油霧化噴嘴的實驗研究[D];大連理工大學;2003年

8 謝昆;以煤油為燃料的內燃機氣助霧化噴嘴方案研究[D];南京航空航天大學;2009年

9 高振宇;液固兩相低壓旋流霧化噴嘴數值模擬與實驗研究[D];重慶大學;2006年

10 梁曉燕;氣泡霧化噴嘴的試驗研究及數值模擬[D];東南大學;2005年

  本文關鍵詞：超聲霧化噴嘴的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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