噴嘴知識(shí)
不同收縮角噴嘴的射流仿真研究
更新時(shí)間 2025-05-09
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Fluent 軟件基于 CFD (計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)) 軟件群的思想，針對(duì)各種復(fù)雜流動(dòng)及物理現(xiàn)象，采用不同的離散格式和數(shù)值方法，可以在特定的領(lǐng)域內(nèi)，使計(jì)算速度、穩(wěn)定性和精度達(dá)到最佳組合，高效解決各個(gè)領(lǐng)域的復(fù)雜流動(dòng)計(jì)算問(wèn)題。Fluent 開(kāi)發(fā)的模擬軟件，可以用于模擬流體流動(dòng)、傳熱傳質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)和其他復(fù)雜的物理現(xiàn)象。噴嘴的作用是讓一定壓力的水通過(guò)收縮的孔徑，從而達(dá)到加速液體的目的。圓錐形噴嘴是目前應(yīng)用較廣泛的一種噴嘴，然而噴嘴收縮角的選取多是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)。為給噴嘴的選擇提供依據(jù)，筆者對(duì)入口直徑為5 mm，出口直徑為 2 mm 的噴嘴，在收縮角為 5°、10°、20°、30°、40° 和 50° 條件下，應(yīng)用 Fluent 軟件
Fluent 的理論依據(jù)
式 (1) 和式 (2) 原則上可以求得不可壓縮黏性流體的流場(chǎng)的解。但由于 N-S 方程中出現(xiàn)了速度的二階導(dǎo)數(shù)，因而只有對(duì)一些特定的方程充分簡(jiǎn)化，才能求出近似解。
筆者在射流仿真中采用了標(biāo)準(zhǔn)的 κ -ε 方程模型。標(biāo)準(zhǔn)的 κ -ε 方程模型是個(gè)半經(jīng)驗(yàn)公式，適合于高湍流狀態(tài)。κ 是湍流動(dòng)能，κ 方程是精確方程；ε 是擴(kuò)散率，ε 方程是由半經(jīng)驗(yàn)公式導(dǎo)出的方程[3]。
結(jié)論
對(duì)于所研究的 6 種不同收縮角的噴嘴，噴嘴出口
處最大速度隨著噴嘴收縮角的增大而減小。在本文所
討論到的噴嘴中，當(dāng)其收縮角為 10° 時(shí)，射流具有相
對(duì)較高的速度和較好的穩(wěn)定性。在不同壓力條件下，對(duì)于同一噴嘴，射流有著相似的變化趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞語(yǔ)：噴嘴射流仿真
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