摘要：为了进一步提高超声激振喷嘴内部的湍流效果和提高喷嘴雾化效率,通过设置碰撞壁和振荡腔的结构对现有的超声喷嘴进行改进。利用哈特曼流体声波发生器原理,建立超声激振喷嘴雾化模型,利用CFD流体动力学仿真软件模拟喷嘴内部的流场,以喷距和碰撞壁角度两个主要参数对喷嘴出水口速度的影响。结果表明:通过分析喷嘴内部速度和压力流场云图发现喷嘴内部振荡腔和碰撞斜壁的设计会使喷嘴内部产生空化涡旋,空化涡旋内空化气泡的溃灭会增强流体的扰动,增强喷嘴内部流体的湍流的效果,增强喷嘴雾化的效果加强喷嘴内部流体的扰动效果,提高喷嘴的雾化效率;喷嘴射流速度随进口压力的增加表现出明显的增大趋势,射流速度对喷距的增加表现出明显的增加趋势,相比较之下碰撞壁角度对射流速度的影响不明显,经分析确定参数喷距L=1 mm,碰撞壁为60°时超声激振喷嘴雾化效果最好。

摘要：为解决超声雾化喷嘴振动系统某些组成段细杆无简单解析解的设计问题,提出分段近似的模拟计算方法,并对超声雾化喷嘴的振动系统进行设计。利用力电类比方法,基于常见的纵向振动变截面细杆的四端网络,通过对无简单解析解的变截面细杆进行分段近似,建立振动系统的整体传输矩阵,进而实现超声雾化喷嘴振动系统的设计分析。采用不同的模拟精度,以单段指数形、圆锥形、悬链形实心及空心半波长变幅杆和圆锥圆柱形、指数圆柱形、悬链圆柱形的实心及空心半波长复合变幅杆为例,对模拟计算结果与理论结算结果进行比较分析。对比分析表明,模拟计算结果能正确地反映理论计算数值,分段近似的模拟计算方法,可以解决无简单解析解的变截面细杆纵向振动的设计问题。利用基于四端网络传输矩阵的分段近似模拟计算方法对超声雾化喷嘴的振动系统进行设计计算,制造的超声雾化喷嘴工作正常,达到设计目标。

摘要：设计了一种谐振频率为18 kHz的超声雾化喷嘴。采用有限元分析进行模态分析和谐响应分析。通过对超声喷嘴的前10阶模态进行分析,获得其纵向振动的谐振频率为18 290 Hz。通过谐响应分析,获得其雾化圆盘、法兰盘及喷嘴前端面的频率-纵振位移曲线,频率为18 290 Hz时的工作应力图和总体变形图。分析得出,喷嘴在雾化圆盘处达到最大振幅4.6×10-6 m;法兰盘处振幅为5.5×10-9 m,与雾化圆盘的振幅相比,法兰盘处振幅非常小;在变幅杆的圆弧过渡处应力和变形达到最大。模拟结果显示出的纵向谐振频率18 290 Hz与理论值18 kHz十分接近,验证了设计的合理性和正确性。

摘要：为了提高喷嘴的雾化效果,将超声理论应用到液体射流雾化中,建立超声雾化喷嘴内部流场特性的数值模型,并运用流体仿真软件CFD模拟不同射流压力下喷嘴内部速度场的分布情况。数值计算结果表明:超声波明显增强了喷嘴内部速度分布,增强了湍流效果,进而提高了液体的雾化能力。沿着喷嘴内部轴线方向,速度呈先增大后减小的抛物线变化趋势;随着液滴射流压力的增加,内部速度和湍流效果得到加强,这为超声雾化喷嘴的设计提供了良好的理论基础。通过比较其它类型的喷嘴,超声喷嘴的雾化效率明显增强了很多,这说明超声波应用于喷嘴雾化领域是可行的。

摘要：为提高磨料水射流的加工性能,研制了超声辅助微细磨料水射流加工系统,对加工系统的关键零部件进行了设计与分析。利用数值计算及ANSYS仿真软件设计了超声喷嘴装置,保证超声波能量与射流能量充分耦合,减少了能量损失。采用Fluent模块优化了磨料浆体供给装置,促进磨料与射流均匀混合,改善了磨料水射流的加工效果。