一种能够增强射流混合效果的喷嘴的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及实验流体力学、流动控制技术领域，特别是一种能够增强射流混 合效果的喷嘴。
【背景技术】
[0002] 在化工、轻工、冶金、制药、动力机械、能源、环境等领域中经常要涉及将液体、气体 或气、液、固多相混合物等在一定压力下从喷嘴喷出，与喷嘴外环境中的流体进行混合的过 程。
[0003] 射流刚从喷嘴喷出时一般是有序的、规则的、互不掺混的层流状态，不利于喷出物 质与环境流体的混合。只有在一定的背景扰动下，层流逐渐发展成为湍流，才能实现喷出物 质与外界环境流体的充分混合。为了加快混合速度，提高混合效率，缩短射流装置的长度， 一般希望尽量缩短射流从喷嘴喷出的层流阶段，使射流尽快从层流转变为湍流状态，使得 喷出物质与环境流体的混合更快、更充分。
【发明内容】
[0004] 本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能够增强射流混合效 果的喷嘴，该喷嘴能够缩短射流从喷嘴喷出的层流阶段，加快射流从层流转变为湍流的过 程，加快射流与周围流体的混合速度，提高混合效率，缩短射流装置的长度。
[0005] 本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种能够增 强射流混合效果的喷嘴，包括喷嘴主体，所述喷嘴主体的出口横断面为圆形，在圆形出口的 边缘形成有向内凸出的N个齿片，N为大于等于2的整数，所有所述齿片沿周向均布，每个 所述齿片呈等腰直角三角形，底边弧长W = 0. 28D，其中D为喷嘴的直径。
[0006] 所述齿片为2个。
[0007] 本实用新型具有的优点和积极效果是：通过采用在横断面为圆形的喷嘴主体的出 口边缘形成至少两个齿片的结构，提高了喷嘴中心线处的湍流度，提高了射流场的宽度，因 此，能够显著缩短射流从喷嘴喷出的层流阶段，加快射流从层流转变为湍流的过程，加快射 流与周围环境流体的混合速度，提高混合效率。
【附图说明】
[0008] 图1-1为本实用新型实施例1的结构示意图；
[0009] 图1-2为本实用新型实施例2的结构示意图；
[0010] 图1-3为本实用新型实施例3的结构示意图；
[0011] 图1-4为本实用新型实施例4的结构示意图；
[0012] 图2-1为本实用新型实施例1射流平均流场测量剖面的选取示意图；
[0013] 图2-2为本实用新型实施例2射流平均流场测量剖面的选取示意图；
[0014] 图2-3为本实用新型实施例3射流平均流场测量剖面的选取示意图；
[0015] 图2-4为本实用新型实施例4射流平均流场测量剖面的选取示意图；
[0016] 图3-1为本实用新型4个实施例与不加齿片的圆射流场在距离喷嘴出口 3倍直径 的轴向位置湍流度的径向分布比较图；
[0017] 图3-2为本实用新型4个实施例与不加齿片的圆射流场在距离喷嘴出口 4倍直径 的轴向位置湍流度的径向分布比较图；
[0018] 图3-3为本实用新型4个实施例与不加齿片的圆射流场在距离喷嘴出口 5倍直径 的轴向位置湍流度的径向分布比较图；
[0019] 图3-4为本实用新型4个实施例与不加齿片的圆射流场在距离喷嘴出口 6倍直径 的轴向位置湍流度的径向分布比较图。
【具体实施方式】
[0020] 为能进一步了解本实用新型的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合 附图详细说明如下：
[0021] 请参阅图1-1?图1-4,一种能够增强射流混合效果的喷嘴，包括喷嘴主体，所述 喷嘴主体的出口横断面为圆形，在圆形出口的边缘形成有向内凸出的N个齿片，N为大于等 于2的整数，所有所述齿片沿周向均布，每个所述齿片呈等腰直角三角形，顶角Θ =90°底 边弧长W = 0. 28D，其中D为喷嘴的直径。
[0022] 图1-1?图1-4分别示出了加装2个、4个、6个和8个齿片的喷嘴。但齿片的数 量是示意性的，并不是限制性的，还可以是3个、5个、7个和9个或更多个，原理相同，在次 不再一一列举。加装齿片的数量不能是1个。
[0023] 采用美国TSI公司生产的IFA300型恒温式热线风速仪对加装不同数目齿片前后 的湍射流的瞬时速度进行测量，采样频率50000Hz，每个空间点测量时间长度21秒，每个空 间点测量速度数据量1048576。
[0024] 请参见图2-1?图2-4,在热线测量中，测量截面的选取方法如下：A-A截面为通过 齿片齿尖的直径与射流轴线所确定的纵截面。B-B截面为经过两相邻齿片所夹圆弧的中点 的直径和射流轴线所确定的纵截面。
[0025] 经试验证明：在A-A截面上的混合效率没有在B-B截面上的混合效率好，这是因为 在齿片侧边与圆弧边所夹形成的流向小漩涡旋转对B-B截面附近的流动卷吸影响最显著。 下面对B-B截面上的混合效率进行比较说明。
[0026] 请参见图3-1?图3-4,图中ε i表示：轴向脉动速度的湍流强度，
【主权项】
1. 一种能够增强射流混合效果的喷嘴，包括喷嘴主体，其特征在于，所述喷嘴主体的出 口横断面为圆形，在圆形出口的边缘形成有向内凸出的N个齿片，N为大于等于2的整数， 所有所述齿片沿周向均布，每个所述齿片呈等腰直角=角形，底边弧长W = 0. 28D，其中D为 喷嘴的直径。
2. 根据权利要求1所述的能够增强射流混合效果的喷嘴，其特征在于，所述齿片为2 个。
【专利摘要】本实用新型公开了一种能够增强射流混合效果的喷嘴，包括喷嘴主体，所述喷嘴主体的出口横断面为圆形，在圆形出口的边缘形成有向内凸出的N个齿片，N为大于等于2的整数，所有所述齿片沿周向均布，每个所述齿片呈等腰直角三角形，底边弧长W＝0.28D，其中D为喷嘴的直径。本实用新型通过采用在横断面为圆形的喷嘴主体的出口边缘形成至少两个齿片的结构，提高了喷嘴中心线处的湍流度，提高了射流场的宽度，能够显著缩短射流从喷嘴喷出的层流阶段，加快射流从层流转变为湍流的过程，加快射流与周围环境流体的混合速度，提高混合效率。
【IPC分类】B05B1-34
【公开号】CN204276192
【申请号】CN201420719707
【发明人】姜楠
【申请人】天津大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月25日