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    摘要：本文设计的雾化喷嘴在雾化实验台上，系统的研究了雾化喷嘴的雾化特性。然后采用先进的PIV仪器和相关的二次开发的图像分析软件，实现了对喷嘴雾化颗粒速度分布的测量，通过试验结果可以看出，改进后的喷嘴的雾化效果内容令人满意。利用ANSYS软件对喷嘴进行了数值模拟，模拟了喷嘴下游的速度矢量、颗粒粒径分布，并用相关软件进行后处理。数值模拟结果对于气体辅助雾化喷嘴在现实中的应用具有指导意义。关键词：雾化；PIV；雾化特性；数值模拟；流场分析4475
    The nozzle structural design and numerical analyzes
    Abstract: In this paper，the design of the atomizing nozzle atomization experimental stage，systematic study of the atomization characteristics of the atomizing nozzle. And then uses advanced PIV equipment and related secondary development of image analysis software，to achieve the nozzle atomization particle speed measurement. We can see that，the improved nozzle atomization content satisfactory. ANSYS software was simulated on the nozzle，to simulate the downstream of the nozzle of the pressure distribution，velocity vector and the nozzle velocity vector distribution，particle size distribution，and related software for post-processing. The numerical results have important guiding significance in the practical application of the air-assisted spray nozzle.
    Key words：Atomization； PIV； atomization characteristics；numerical simulation；flow field analysis 
    目录
    1 绪论    1
    1.1课题介绍    1
    1.2本文研究原理及内容    2
    1.2.1 课题原理    2
    1.2.2雾化分类及其特性    3
    1.3气体辅助雾化喷嘴的国内外研究现状    3
    1.4研究步骤    7
    2 雾化喷嘴的设计    8
    2.1对于雾化喷嘴的要求    8
    2.2雾化喷嘴的设计内容    8
    2.2.1 喷嘴材料的选择    11
    3雾化试验装置和测量系统    12
    3.1试验装置    12
    3.1.1试验装置系统图    12
    3.1.2试验装置系统说明    12
    3.2测量系统及原理    13
    3.2.1雾化粒径的测量方法    13
    3.2.2 PIV测量系统    14
    3.3数据处理    16
    3.3.1 数字图像处理的基本概念[16] [17] [18] [19]    16
    3.3.2数字图像处理的原理及算法    16
    3.3.3测量系统的系统误差    17
    3.4 实验测试与分析    17
    4喷嘴雾化性能    23
    4.1 圆射流破碎    23
    4.2雾化质量的评价    24
    4.3气液比对喷嘴雾化质量的影响    26
    4.4 喷嘴研究的困难    26
    5喷嘴流场分析    27
    5.1 状态分析    27
    5.2喷嘴流场气液两相流数学模型    28
    5.2.1控制方程    28
    5.2.2两相流体流动的局部瞬时特性    28
    6气体辅助雾化喷嘴的数值模拟    30
    6.1 ANSYS软件简要介绍    30
    6.2湍流模型    30
    6.3组分输运模型    31
    6.4流场分析参数的确定    31
    6.4.1数值模拟方法    32
    6.4.2 设置离散相模型    33
    6.4.3模拟结果    34
    致谢    42
    参考文献    43
     
    1 绪论
    1.1 课题介绍
    喷嘴的应用范围几乎包含所有的工业领域、交通运输、农业生产，以及人们的日常生活。除了人们所熟知的燃用各种燃料（气体、液体和固体燃料）的燃烧设备和装置外，在非燃烧工业设备也广泛应用。在燃烧设备上，喷嘴性能的优劣将影响点火、燃烧效率、燃烧稳定性、温度分布、排气污染等各方面性能。燃烧装置和技术的进步与喷嘴技术密切相关，相互促进，共同提高。在非燃烧设备上，喷嘴的性能将会影响配套设备的生产率及其产品的质量和成本。
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