三维旋转喷射枪喷嘴的流场模拟与结构优化设计动力工程及工程热物理专业论文.docxVIP

声 声 明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文 不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的 法律责任由本人承担。 论文作者签名： 关于学位论文使用权的说明 本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其 中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印 件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文； ③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的， 复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内 容(必威体育官网网址学位论文在解密后遵守此规定)。 签名：一隗导师签名： 砂，J，D 7．，沙 万方数据 太原理工大学硕士研究生学位论文 太原理工大学硕士研究生学位论文 三维旋转喷射枪喷嘴的流场模拟与结构优化设计 摘要 工业油罐在长期的储存过程中，油品中的机械杂质和重油成分会因为 比重差而沉积到油罐罐底。这些沉积物不仅降低了油罐的有效储存容积， 而且对罐底底板造成腐蚀。我国规定每6～9年要对油罐进行清洗，三维旋 转喷射枪正是在这一工业背景下产生的。三维旋转喷射枪的工作原理是由 高压泵给水输送压力，通过气动马达驱动双轴传动实现喷嘴的全方位运动， 由喷嘴射出水射流对油罐进行清洗。喷嘴作为喷射枪清洗机的直接执行部 件，它将水流的压力能转换成高度密集的水射流，进而完成清洗油罐的目 的。实验已经证实：研究出性能良好、材料适宜又与主机匹配的喷嘴，将 极大地提高射流的效率。以往的大量研究重点都放在高压以及超高压小流 量喷嘴的研制工作上，针对低压大流量喷嘴的研究工作相对较少，本课题 正是在这一研究背景下开展的。 本论文首先对喷嘴射流的各个物理量进行了详细的阐述；其次利用 GAMBIT软件对喷嘴的结构和内外部流场建立了几何模型、网格划分和边 界定义；利用FLUENT软件从两相流入手对现有喷嘴结构的内外流场进 行了仿真分析，然后将仿真得到的数据导入到ORINGE软件中，对数据进 行分析总结，绘制相应的图像，并据此定性的分析了两相流流动的速度、 压力与轴心位置、横向位置之间的关系，最后通过改变对喷嘴收缩角和长 径比的设定，分析比较了不同的收缩角和长径比参数对喷嘴的内外部流场 的影响，得出适合油罐清洗的最佳喷嘴结构参数，进而实现了对喷嘴结构 T 万方数据 太原理工大学硕士研究生学位论文的优化。这一研究成果对三维旋转喷射枪喷嘴结构的工业应用具有巨大的 太原理工大学硕士研究生学位论文 的优化。这一研究成果对三维旋转喷射枪喷嘴结构的工业应用具有巨大的 实用价值和经济价值。 本文最后总结了研究工作中的不足，并对本课题的下一步工作进行了 展望。 关键词：三维旋转喷射枪，喷嘴结构，高压水射流，数值模拟，结构优化 万方数据 太原理工大学硕士研究生学位论文 太原理工大学硕士研究生学位论文 NOZZLE’S FLUID FIELD SI^仉Ⅱ，ATION AND STRUCTl爪AI，OPTIMIZATION OF THREE．DD—旺门qSl0NAL ROTATING SPRAyED GUN AB STRACT During the long process of industrial tanks storage，mechanical impurities and heavy oil components are settlement into the oil tank bottom owing to the difference in specific gravity．Not only do these deposits reduce the effective storage volume of the tank，but they also corrode the bottom of the tank．China stipulates that the tanks must be cleaned every 6 to 9 years，three-dimensional rotating sprayed gun is generated in this industrial background．Three— dimensional rotating sprayed gun works like this：pump deliveries pressure to water and nozzle is achieved full range of motion through the air motor driving biaxial simult