喷嘴知识
不同收缩角喷嘴的射流仿真研究
更新时间 2025-05-09
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Fluent 软件基于 CFD (计算流体动力学) 软件群的思想，针对各种复杂流动及物理现象，采用不同的离散格式和数值方法，可以在特定的领域内，使计算速度、稳定性和精度达到最佳组合，高效解决各个领域的复杂流动计算问题。Fluent 开发的模拟软件，可以用于模拟流体流动、传热传质、化学反应和其他复杂的物理现象。喷嘴的作用是让一定压力的水通过收缩的孔径，从而达到加速液体的目的。圆锥形喷嘴是目前应用较广泛的一种喷嘴，然而喷嘴收缩角的选取多是依据经验。为给喷嘴的选择提供依据，笔者对入口直径为5 mm，出口直径为 2 mm 的喷嘴，在收缩角为 5°、10°、20°、30°、40° 和 50° 条件下，应用 Fluent 软件
Fluent 的理论依据
式 (1) 和式 (2) 原则上可以求得不可压缩黏性流体的流场的解。但由于 N-S 方程中出现了速度的二阶导数，因而只有对一些特定的方程充分简化，才能求出近似解。
笔者在射流仿真中采用了标准的 κ -ε 方程模型。标准的 κ -ε 方程模型是个半经验公式，适合于高湍流状态。κ 是湍流动能，κ 方程是精确方程；ε 是扩散率，ε 方程是由半经验公式导出的方程[3]。
结论
对于所研究的 6 种不同收缩角的喷嘴，喷嘴出口
处最大速度随着喷嘴收缩角的增大而减小。在本文所
讨论到的喷嘴中，当其收缩角为 10° 时，射流具有相
对较高的速度和较好的稳定性。在不同压力条件下，对于同一喷嘴，射流有着相似的变化趋势。
关键词语：喷嘴射流仿真
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