节水喷头的研究及水力性能测试

论文摘要

本文以多孔喷头为主要研究对象,研究的目的在于找出影响多孔射流特性的主要因素为进一步关于节水、节能喷头的研究做铺垫。自行设计了多孔水射流发生装置,该装置的创新之处在于内部稳流板的设置。稳流板的存在大大降低了来流在水腔内的湍动程度使射流更加稳定利于实验观察。前期首先进行了单孔与多孔喷头的流量对比实验,结果表明由单孔变为相同开孔率下的多孔喷头后阻力系数明显降低。但由于多孔射流存在卷吸效应随着压力的不断增加卷吸现象不断加强,消耗了大量的能量所以在高压段内多孔喷头阻力系数低的优势体现不出来。然后进行了双孔喷头实验,设计了七种不同孔间距的喷头依次进行流量试验结果表明当孔间距为10mm时射流效果最好。在此基础之上,对实验结果用fluent软件进行数值模拟,通过分析模拟结果得到了决定卷吸效应的两个主要因素一是喷孔间距；二是射流出口速度。以前期实验的研究结果为基础,设计了具有不同结构参数的九块多孔板。排布方式分别是三角形排布、圆形排布、矩形排布；长径比为2.5、3.3、4.2.。依次进行流量试验、打击力实验、清洗效果实验。研究结果表明：由于厚壁孔更能够保持射流的稳定因此得到的流量和打击力是最大的,不同的射流形态以及在射流束的不同位置产生的清洗机理是不一样的,所以流量和打击力不是决定清洗效果的主要因素。对于厚壁孔孔板在本实验中,矩形排布得到的流量最大,圆形排布得到的打击力最大,三角形排布的清洗效果最好。在多孔喷头的设计研究中应当对这几种因素进行合理的整合以满足研究应用的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 前言
• 1.1 射流技术的发展与应用
• 1.2 射流理论评述
• 1.3 射流的分类
• 1.4 射流的研究方法
• 1.5 国外关于多孔射流的研究
• 1.6 清洗效果的研究
• 1.6.1 提高水射流清洗能力的措施
• 1.7 清洗效果的评价方法
• 1.8 灰度评价清洗效果方法的介绍
• 1.9 课题研究的意义与目的
• 2 实验方法与结果分析
• 2.1 多孔水射流发生装置的设计
• 2.2 单孔板与多孔板比较实验
• 2.2.1 实验方法
• 2.2.2 实验结果分析
• 2.2.3 小结
• 2.3 不同孔间距喷头射流特性实验研究
• 2.3.1 流量实验研究
• 2.3.2 数值模拟研究
• 2.3.3 数值模拟结果
• 2.4 多孔板的设计
• 2.5 流量实验
• 2.5.1 实验装置
• 2.5.2 实验方法
• 2.5.3 实验结果分析
• 2.5.4 小结
• 2.6 打击力实验
• 2.6.1 实验装置介绍
• 2.6.2 实验方法和步骤
• 2.6.3 实验结果分析
• 2.7 多孔喷嘴清洗效果的实验研究
• 2.7.1 实验装置介绍
• 2.7.2 实验原理与实验步骤
• 2.7.3 相同长径比不同排布方式清洗效果比较
• 2.7.4 小结
• 3 结论
• 4 展望
• 5 参考文献
• 6 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 7 致谢
• 8 附录