基于射流的湍动特性,应用FLUENT对冰粒气射流喷头内流进行数值模拟。分析了射流压力对内流连续相轴向速度和轴向动压强及射流压力和粒径对弹丸轴向速度的影响。结果表明,当射流压力增大时,气体喷嘴出口处和弹丸喷嘴出口处的轴向动压强也随着增大;当射流压力增大时,气体喷嘴出口处和弹丸喷嘴出口处的轴向速度也随着增大;粒子速度随着射流压力的增大呈现先增大后减小的趋势,随着粒径的增大呈现减小的趋势,但最大值均出现在磨料喷嘴出口处。

喷嘴是冰粒射流清洗系统的重要部件,其结构类型对清洗效果有重要影响。在分析了冰粒射流清洗系统工作原理的基础上,对直线型、收缩型和文丘里型3种喷嘴进行了结构设计。利用计算流体动力学分析软件Fluent,对3种喷嘴内部水流速度场与射入大气环境中的自由射流流场进行了仿真;同时对离散相固态冰颗粒的运动速度与轨迹进行了分析,对比了3种喷嘴的喷射特点。搭建实验平台,分别使用3种喷嘴进行了清洗实验。