孔间距对多孔喷头射流特性影响的数值模拟研究

"这篇论文是2011年由卢晓江、刘海舰和阳相发表在《天津科技大学学报》上的科研成果，主要探讨了多孔喷头孔间距对射流特性的影响。研究采用了 Fluent 软件，利用标准k-ε湍流模型和PISO算法，对双孔射流在不同孔间距和压强下的速度分布进行数值模拟，并对结果进行了深度分析。" 正文： 多孔喷头广泛应用于工业生产中，如冷却、清洗、喷涂等领域，其工作性能直接影响到工艺效果。本文针对多孔喷头设计中的一个重要参数——孔间距，进行了深入的数值模拟研究，以揭示其对射流特性的具体影响。射流特性主要包括射流的速度分布、稳定性以及射程等，这些都直接影响着喷射效果。 卢晓江等人在实验中采用了流行的CFD（计算流体力学）软件Fluent，该软件内置的标准k-ε湍流模型能有效处理复杂流动情况下的湍流问题，而PISO算法则用于解决流体动力学中的压力-速度耦合问题，确保了数值模拟的精确性。他们通过调整孔间距和出口压强，观察并记录了射流的变化。 研究发现，卷吸现象是影响射流发展的一个重要因素。卷吸效应是指射流在运动过程中，由于速度差引起的周围流体被吸入射流的现象，这种现象可以增强射流的能量传递和混合效率。射流出口速度和喷孔间的距离是决定卷吸效应的关键因素。出口速度越大，卷吸效应越显著，而孔间距的增大则会减弱卷吸效应，导致射流的合并和混合过程减缓。 通过对比分析不同孔间距下的射流速度分布，研究者得出结论：孔间距的改变显著影响射流的结构和动态特性。当孔间距较小，射流之间容易相互干扰，形成复杂的交互模式；而当孔间距增大，射流的独立性增强，但可能导致整体射流性能下降，如射程减少和冲击力减弱。 此外，压强的改变也对射流特性产生影响。压强增大通常会导致射流速度提升，进而增强卷吸效应，使射流更强烈地与周围流体相互作用。然而，过高的压强可能会导致射流的不稳定性，如射流破裂或湍流加剧。 关键词：多孔喷头、双孔射流、卷吸效应、数值模拟 此研究对于优化多孔喷头的设计具有指导意义，可为工程实践提供理论支持，以实现更高效、可控的喷射效果。通过精确控制孔间距和出口压强，可以定制化射流特性以满足特定应用的需求，如提高冷却效率、增强清洗能力或者改善喷涂质量。