基于FLUENT的高压精细雾化喷嘴特性研究*

张嘉丽，李 浩，梁文宏

（西安工业大学机电工程学院，西安710021）

0 引言

从20 世纪开始人们就对雾化喷嘴内部流动状态进行模拟研究。Dumouchel C 等[2]运用涡流函数来计算雾化喷嘴内流场。Baharanchi A A[3]利用VOF 模型和湍流模型对雾化场进行研究分析，并对雾化场采用不同湍流模型进行研究，得出RNGk-ε模型在可以保证仿真计算的时候，计算成本也大大下降。浙江大学的尹俊连[4]采用VOF 和RNGk-ε模型研究雾化喷嘴内部的气流两相流流动状态。VOF 模型的方法来研究高压精细旋流雾化喷嘴，与实验结果也有较高的吻合[5]。Madsen J 等[6]对压力旋流式雾化喷嘴采用LES 和VOF 模型结合的方法进行研究，研究发现实验结果与仿真结果基本吻合。

在喷嘴实际应用中，标准的k-ε模型其假定流体流动各向均匀湍流，对于流体的旋转运动没有一个很好的计算[7]。因此对于高压精细雾化喷嘴模拟来说，此方法不合适，RNGk-ε对比标准的k-ε模型，它在计算过程中考虑了湍流旋流，计算精度有很大的提高，它能更好地模拟喷嘴内部强旋转流动等复杂流动[8]，而且比标准湍流模型具有更高的精度。

综上，对于雾化喷嘴的研究主要是对常温状态下的液体进行数值模拟，对于高温雾化研究较少。本文根据丝束热湿处理时选用的高压精细雾化喷嘴工作原理，构建喷嘴三维模型，同时为精确反映喷嘴流场特性，采用大工显测量旋芯重要尺寸，文中采用VOF 两相流模型结合RNGk-ε的方法对高压精细雾化喷嘴内流场进行数值模拟，重点研究流场速度分布以及液体不同温度对出口压力的影响，为后期工程应用提供重要参考。……