CN108760368B - 气雾喷嘴典型操作条件的判断方法 - Google Patents

气雾喷嘴典型操作条件的判断方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108760368B
CN108760368B CN201810538921.1A CN201810538921A CN108760368B CN 108760368 B CN108760368 B CN 108760368B CN 201810538921 A CN201810538921 A CN 201810538921A CN 108760368 B CN108760368 B CN 108760368B
Authority
CN
China
Prior art keywords
velocity
nozzle
operating conditions
point
axial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810538921.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108760368A (zh
Inventor
张亚竹
赵增武
黄军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Yarong Technology Co ltd
Original Assignee
Inner Mongolia University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inner Mongolia University of Science and Technology filed Critical Inner Mongolia University of Science and Technology
Priority to CN201810538921.1A priority Critical patent/CN108760368B/zh
Publication of CN108760368A publication Critical patent/CN108760368A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108760368B publication Critical patent/CN108760368B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/005—Testing of complete machines, e.g. washing-machines or mobile phones

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种气雾喷嘴典型操作条件的判断方法，以待判断操作条件的喷嘴喷出的扇形喷雾流场为对象，对喷雾上距离喷口不同距离的各个横截面多个点的轴向速度和径向距离无量纲化，并绘制各个截面的轴向速度无量纲分布曲线，根据各个截面的曲线是否重合，也即某工况各截面上无量纲距离相同的各点无量纲速度是否相等，来判断喷嘴的操作条件是否为典型操作条件，从而提供了一种切实可行的、具有科学依据的气雾喷嘴典型操作条件的判断方法，用于方便喷嘴的使用、提高工作效率。更进一步地，基于上述对某一操作条件是否符合典型操作条件进行判断的方法，即可通过对多个操作条件的判断，确定气液两相流扇形喷嘴的典型操作条件。

Description

气雾喷嘴典型操作条件的判断方法
技术领域
本发明涉及一种气雾喷嘴典型操作条件的判断方法，主要用于判断某一操作条件是否为气雾喷嘴的典型操作条件，以进一步确定气雾喷嘴的典型操作条件。
背景技术
在连铸二冷，电子冷却及激光对皮肤手术的过程中，需要向铸坯、微型电子产品、以及待激光手术的皮肤表面进行高效均匀的冷却。目前，主要采用扇形的气雾两相流喷嘴对这些表面进行喷雾，以保证高效冷却和均匀释热。扇形的气雾两相流喷嘴，是指喷嘴喷出的喷雾近似二维的扇形平面状。这种喷嘴在实际操作中，主要由水压和气压构成其操作条件，不同的操作条件，喷出的喷雾具备不同的特性。如果某一操作条件可以对工况表面进行高效冷却和均匀释热，则该操作条件为典型操作条件。
但是，目前并没有切实可行的方法来判断某一操作条件是否为典型操作条件。在实际生产中，主要依靠不断尝试或者经验判断或者根据喷嘴厂家提供的参数来确定典型操作条件，这给实际使用带来极大的不便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种切实可行的气雾喷嘴典型操作条件的判断方法，用于方便喷嘴的使用、提高工作效率。
本发明的技术方案如下：一种气雾喷嘴典型操作条件的判断方法，以待判断的操作条件操作喷嘴喷出扇形的喷雾，沿喷雾的出射中心轴Y取多个径向截面Mi，获取每个径向截面Mi上的最大合速度Uim，并确定每一截面上合速度为0.5Uim的点Pi’,然后获取Pi’点距离中心轴Y的垂直距离
Figure BDA0001678802990000021
在每一截面Mi上取多个点Pij，获取点Pij的轴向速度vij和该点距离中心轴Y的垂直距离xij，对每一点Pij的轴向速度vij和距离中心轴Y的垂直距离xij按照以下公式进行无量纲化，并获得vij’和xij’：
Figure BDA0001678802990000022
Figure BDA0001678802990000023
在同一二维坐标系内，以xij’为横轴、vij’为竖轴，绘制各个截面的轴向速度无量纲分布曲线；如果各曲线重合，则该操作条件为气雾喷嘴的典型操作条件；如果各曲线不重合，则该操作条件不是气雾喷嘴的典型操作条件。
采用上述方法，以待判断操作条件的喷嘴喷出的扇形喷雾流场为对象，对喷雾上距离喷口不同距离的各个横截面多个点的轴向速度和径向距离无量纲化，并绘制各个截面的轴向速度无量纲分布曲线，根据各个截面的曲线是否重合，也即某工况各截面上无量纲距离相同的各点无量纲速度是否相等，来判断喷嘴的操作条件是否为典型操作条件，从而将紊流射流的流速分布规律-各截面轴向速度的相似性，应用于气液两相流扇形喷雾分析，并用于解决实际问题，提供了一种切实可行的、具有科学依据的气雾喷嘴典型操作条件的判断方法，用于方便喷嘴的使用、提高工作效率。更进一步地，基于上述对某一操作条件是否符合典型操作条件进行判断的方法，即可通过对多个操作条件的判断，确定气液两相流扇形喷嘴的典型操作条件。
速度的获取采用无接触测速设备PIV直接测得喷雾各个点的轴向速度vij和径向速度uij，合速度Uij经计算获得。通过PIV设备直接获取喷雾各点的轴向速度和径向速度，速度获取快速高效。
速度的获取采用无接触测速设备LDV直接测得喷雾各个点的轴向速度vij和径向速度uij，合速度Uij经计算获得。通过LDV设备直接获取喷雾各点的轴向速度和径向速度，速度获取精确度高。
基于扇形喷雾的对称性，以Y轴为界，对其中一半喷雾绘制各个截面的轴向速度无量纲分布曲线即可。有利于提高判断效率。
有益效果：本发明通过将各个截面多个点的轴向速度和径向距离无量纲化，并绘制各个截面的轴向速度无量纲分布曲线，根据各个截面的曲线是否重合来判断喷嘴的操作条件是否为典型操作条件，从而提供了一种切实可行的气雾喷嘴典型操作条件的判断方法，用于方便喷嘴的使用、提高效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为喷雾的形状示意图。
图2为气压0.1Mpa、水压0.3Mpa操作条件下各径向截面的轴向速度无量纲曲线。
图3为气压0.1Mpa、水压0.4Mpa操作条件下各径向截面的轴向速度无量纲曲线。
图4为气压0.1Mpa、水压0.5Mpa操作条件下各径向截面的轴向速度无量纲曲线。
图5为气压0.2Mpa、水压0.3Mpa操作条件下各径向截面的轴向速度无量纲曲线。
图6为气压0.2Mpa、水压0.4Mpa操作条件下各径向截面的轴向速度无量纲曲线。
图7为气压0.2Mpa、水压0.5Mpa操作条件下各径向截面的轴向速度无量纲曲线。
图8为气压0.3Mpa、水压0.3Mpa操作条件下各径向截面的轴向速度无量纲曲线。
图9为气压0.3Mpa、水压0.4Mpa操作条件下各径向截面的轴向速度无量纲曲线。
图10为气压0.3Mpa、水压0.5Mpa操作条件下各径向截面的轴向速度无量纲曲线。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例以待判断的操作条件操作喷嘴喷出扇形的喷雾，沿喷雾的出射中心轴Y取多个径向截面Mi，径向截面Mi的数量和位置不做限定，根据实际情况选取即可，一般不少于三个截面。为了便于数据整理，本实施例优选沿Y轴的起点开始对各个径向截面依次编号为M1，M2，Mi……。
如图1所示，然后获取每个径向截面Mi上的最大合速度Uim；事实上，根据扇形喷雾的轴对称性，每一径向截面Mi上的最大合速度Uim点均为对称轴Y轴上的点，也是最大轴向速度所在点，所以Y轴也可以认为是最大合速度Um轴。
如图1所示，然后确定每一截面上合速度为0.5Uim的点Pi’,然后获取Pi’点距离中心轴Y的垂直距离
Figure BDA0001678802990000041
综上，已经获取每一径向截面Mi上的最大合速度Uim和合速度为0.5Uim的点Pi’距离中心轴Y的垂直距离
Figure BDA0001678802990000042
每一径向截面Mi上的Uim和
Figure BDA0001678802990000043
作为参数，后续用于对各个点的轴向速度和径向距离进行无量纲化。
如图1所示，在每一径向截面Mi上取多个点Pij，Pij的位置和数量不做限定，根据实际情况选取即可，数量越多，后续绘制的曲线越平滑。为了便于数据整理，本实施例优选对各个点Pij进行编号，其中i值与径向截面Mi的编号相对应，并沿Y轴开始向外对j值进行编号。
如图1所示，然后获取点Pij的轴向速度vij和该点距离中心轴Y的垂直距离xij。对每一点Pij的轴向速度vij和距离中心轴Y的垂直距离xij按照以下公式进行无量纲化，并获得无量纲轴向速度vij’和无量纲距离xij’：
Figure BDA0001678802990000051
Figure BDA0001678802990000052
最后，在同一二维坐标系内，以xij’为横轴、vij’为竖轴，绘制各个截面的轴向速度无量纲分布曲线。如果各曲线重合，则该操作条件为气雾喷嘴的典型操作条件；如果各曲线不重合，则该操作条件不是气雾喷嘴的典型操作条件。事实上，由于扇形喷雾的轴对称性，绘制的曲线还应该满足正态分布。并且，基于扇形喷雾的轴对称性，在选取Pij点时，可以以Y轴为界，只在其中一半喷雾上选点，并只对其中一半喷雾绘制各个截面的轴向速度无量纲分布曲线，再判断是否重合，可以减小工作量、提高工作效率。
市面上现有各种无接触测速设备，本领域技术人员应用这些无接触测速设备，很容易获取喷雾各点Pij的轴向速度vij和径向速度uij，并根据轴向速度vij和径向速度uij计算出各点的合速度Uij。
本实施例优选速度的获取采用无接触测速设备PIV直接测得喷雾各个点的轴向速度vij和径向速度uij，合速度Uij经计算获得。PIV全名Particle Image Velocimetry,又称粒子图像测速法。是七十年代末发展起来的一种瞬态、多点、无接触式的流体力学测速方法。近几十年来得到了不断完善与发展，PIV技术的特点是超出了单点测速技术(如LDV)的局限性，能在同一瞬态记录下大量空间点上的速度分布信息，并可提供丰富的流场空间结构以及流动特性。因此，实际操作中，以待判断的操作条件操作喷嘴喷出扇形的喷雾，利用PIV设备即可获得喷雾上大量点的速度分布信息，然后根据选取的截面和点，直接获取和计算相应的参数即可。
当然，速度的获取也可以采用无接触测速设备LDV直接测得喷雾各个点的轴向速度vij和径向速度uij，合速度Uij经计算获得。LDV即为上述单点测速技术的设备，又称激光多普勒测速仪，是利用激光多普勒效应测量物体运动速度的实时测量仪器，具有线性特性与非接触测量的优点，并且精度高、动态响应快。由于LDV一次只能获取单点信息，因此，实际操作中，需要先确定喷雾上选取的截面和点，然后利用LDV设备依次获取各个点的速度参数。
基于上述对某一操作条件是否符合典型操作条件进行判断的方法，即可通过对多个操作条件的判断，确定气液喷嘴的典型操作条件。
为了更加清楚地说明本发明的技术方案，表一给出了对多个操作条件进行判断的列表，并以附图的方式展示各个操作条件多个截面Mi的轴向速度无量纲曲线，从而对各个操作条件是否为典型操作条件进行判断。其中每一操作条件均选取四个截面M1(126mm)、M2(180mm)、M3(234mm)、M4(288mm)，在每一截面上选取多个点Pij。
表一：
Figure BDA0001678802990000061
根据表一、图2-图10所示，当气压为0.2Mpa、水压为0.4Mpa时，如图6所示各个截面的轴向速度无量纲曲线重合且正态分布，因此该操作条件为典型操作条件。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部步骤进行顺序调整；实际操作中，本领域技术人员可以根据实际情况安排工作顺序，在绘制各个截面轴向速度无量纲分布曲线之前，各个点无量纲轴向速度vij’和无量纲距离xij’的计算，以及各个速度参数的获取顺序都是不做限定的，例如可以先获取各个点Pij的轴向速度vij和该点距离中心轴Y的垂直距离xij，然后再获取每一径向截面Mi上的Uim和
Figure BDA0001678802990000071
等，这样的顺序变换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (4)

1.一种气雾喷嘴典型操作条件的判断方法，其特征在于：以待判断的操作条件操作喷嘴喷出扇形的喷雾，沿喷雾的出射中心轴Y取多个径向截面Mi，获取每个径向截面Mi上的最大合速度Uim，并确定每一截面上合速度为0.5Uim的点Pi’,然后获取Pi’点距离中心轴Y的垂直距离
Figure FDA0001678802980000011
在每一截面Mi上取多个点Pij，获取点Pij的轴向速度vij和该点距离中心轴Y的垂直距离xij，对每一点Pij的轴向速度vij和距离中心轴Y的垂直距离xij按照以下公式进行无量纲化，并获得vij’和xij’：
Figure FDA0001678802980000012
Figure FDA0001678802980000013
在同一二维坐标系内，以xij’为横轴、vij’为竖轴，绘制各个截面的轴向速度无量纲分布曲线；如果各曲线重合，则该操作条件为气雾喷嘴的典型操作条件；如果各曲线不重合，则该操作条件不是气雾喷嘴的典型操作条件。
2.根据权利要求1所述的气雾喷嘴典型操作条件的判断方法，其特征在于：速度的获取采用无接触测速设备PIV直接测得喷雾各个点的轴向速度vij和径向速度uij，合速度Uij经计算获得。
3.根据权利要求1所述的气雾喷嘴典型操作条件的判断方法，其特征在于：速度的获取采用无接触测速设备LDV直接测得喷雾各个点的轴向速度vij和径向速度uij，合速度Uij经计算获得。
4.根据权利要求2或3所述的气雾喷嘴典型操作条件的判断方法，其特征在于：基于扇形喷雾的对称性，以Y轴为界，对其中一半喷雾绘制各个截面的轴向速度无量纲分布曲线。
CN201810538921.1A 2018-05-30 2018-05-30 气雾喷嘴典型操作条件的判断方法 Active CN108760368B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810538921.1A CN108760368B (zh) 2018-05-30 2018-05-30 气雾喷嘴典型操作条件的判断方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810538921.1A CN108760368B (zh) 2018-05-30 2018-05-30 气雾喷嘴典型操作条件的判断方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108760368A CN108760368A (zh) 2018-11-06
CN108760368B true CN108760368B (zh) 2020-05-19

Family

ID=64004079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810538921.1A Active CN108760368B (zh) 2018-05-30 2018-05-30 气雾喷嘴典型操作条件的判断方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108760368B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110231140A (zh) * 2019-05-15 2019-09-13 内蒙古科技大学 一种借助粒子图像测速技术定量衡量流场对称性的方法
CN112129759A (zh) * 2020-09-24 2020-12-25 天津商业大学 一种基于piv技术判定大豆蛋白液可喷性的方法
CN118365637B (zh) * 2024-06-17 2024-08-23 陕西信泰航空技术股份有限公司 基于图像处理的喷油嘴检测方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201130105Y (zh) * 2007-12-20 2008-10-08 中国重型机械研究院 板坯连铸机二冷喷嘴热态特性测试平板式铸坯加热装置
CN102346744A (zh) * 2010-07-30 2012-02-08 国际商业机器公司 用于在多租户应用系统中处理物化表的装置
CN103822779A (zh) * 2014-02-22 2014-05-28 咸阳经纬纺织机械有限公司 主喷嘴综合质量测试系统及测试方法
CN104316303A (zh) * 2014-10-15 2015-01-28 山东钢铁股份有限公司 一种连铸机喷嘴检测装置及喷嘴检测方法
CN105352898A (zh) * 2015-10-14 2016-02-24 浙江大学 一种基于光谱法cod检测的浊度补偿方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3394514B2 (ja) * 2000-10-05 2003-04-07 川崎重工業株式会社 スプレー型吸収塔を用いた湿式排煙脱硫方法
CN101705884B (zh) * 2009-11-06 2012-07-04 北京理工大学 一种用于标定燃气喷嘴流量特性的设备
JP5692254B2 (ja) * 2013-02-12 2015-04-01 株式会社豊田自動織機 エアジェット織機における表示装置
CN105361235B (zh) * 2015-12-07 2021-04-02 贵州中烟工业有限责任公司 一种雾化模拟系统及雾化效果检测方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201130105Y (zh) * 2007-12-20 2008-10-08 中国重型机械研究院 板坯连铸机二冷喷嘴热态特性测试平板式铸坯加热装置
CN102346744A (zh) * 2010-07-30 2012-02-08 国际商业机器公司 用于在多租户应用系统中处理物化表的装置
CN103822779A (zh) * 2014-02-22 2014-05-28 咸阳经纬纺织机械有限公司 主喷嘴综合质量测试系统及测试方法
CN104316303A (zh) * 2014-10-15 2015-01-28 山东钢铁股份有限公司 一种连铸机喷嘴检测装置及喷嘴检测方法
CN105352898A (zh) * 2015-10-14 2016-02-24 浙江大学 一种基于光谱法cod检测的浊度补偿方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
气雾射流速度场PIV和LDV测试分析;史航;《万方学位论文》;20160913;第20页第1段，第21页第1段，第23页第3-4段，第29页第2段，第32页第1、3段，第37页第5段，第38页第2段，图3.8、图4.5-4.7、图4.9-4.11 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108760368A (zh) 2018-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108760368B (zh) 气雾喷嘴典型操作条件的判断方法
CN105034366B (zh) 一种3d打印机及其打印还原度的检测方法
Krothapalli et al. Turbulence and noise suppression of a high-speed jet by water injection
Chesnakas et al. Detailed investigation of the three-dimensional separation about a 6: 1 prolate spheroid
Sudo et al. Experimental investigation on turbulent flow through a circular-sectioned 180 bend
Choo et al. The velocity distribution of the liquid sheet formed by two low-speed impinging jets
Zhu et al. Comparison of fluidic and impact sprinklers based on hydraulic performance
Kalifa et al. Parametric analysis of a round jet impingement on a heated plate
Chesnakas et al. Full three-dimensional measurements of the cross-flow separation region of a 6: 1 prolate spheroid
JP6108353B2 (ja) フルコーンスプレーノズル
EP3351896A1 (en) Method of making a component with an integral strain indicator
Xie et al. Estimation and validation of the 3D smooth-turn mobility model for airborne networks
Reeder et al. Clean seeding for flow visualization and velocimetry measurements
CN108563852A (zh) 一种基于球坐标系的喷涂厚度累积速率的计算方法
Liesner et al. Combination of active and passive flow control in a high speed compressor cascade
CN114838906A (zh) 对风洞来流能谱进行测量的方法及系统、设备、存储介质
CN108120849A (zh) 一种机器人最大速度的测量方法及装置
EP3361212A1 (en) Passive strain indicator
JP5662274B2 (ja) 流速及び粒径計測方法、ならびにそのシステム
Schmid et al. Influence of a Non-Axisymmetric Endwall on the Flow Field in a Turbine Passage: High-Resolution LDV
CN106384403A (zh) 一种飞机喷洒轨迹记录方法及系统
CN113976354B (zh) 基于人工智能技术的uv三防漆涂覆专用设备
CN108959714A (zh) 一种固液两相磨粒流加工挡板伺服阀喷嘴大涡数值模拟方法
Carvalho Figueiredo et al. Volumetric Velocimetry Measurements of Film Cooling Jets
Austin et al. Experimental and computational studies of particle scavenge flow in direct laser metal sintering

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240531

Address after: No. 117, Xiangyang Road, Chengyang street, Chengyang District, Qingdao City, Shandong Province 266000

Patentee after: QINGDAO YARONG TECHNOLOGY CO.,LTD.

Country or region after: China

Address before: 014010 the Inner Mongolia Autonomous Region Kundulun District of Baotou City No. 7 Arden Street

Patentee before: INNER MONGOLIA University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Country or region before: China

TR01 Transfer of patent right