（全套dwg图纸）气雾冷却设备的设计（含毕业论文）

气雾冷却设备的设计.气雾冷却设备方案模型的建立和参数设置在模具钢进入气雾冷却区域时，气雾冷却设备中的流体水和气的参数都达到了稳态，这样才可以使得模具钢在冷却过程中水雾时刻是等强度的。

因此，我们只需要研究气雾冷却设备中达到稳态的流体，不需要考虑流体的过渡过程。

对于管内流体，其温度基本保持不变，所以可以忽略其热交换过程。

水可视为定常不可压缩粘性流体流动，其控制方程只有连续性方程和运动方程，在划分网格时，将喷嘴处的网格加密，以获得较高的计算精度。

对于气雾冷却设备中的流动情况，我们可以划分它的边界条件为进口边界出口边界壁面边界。

对于进口边界条件的设置，由于水流经过较长管道的运动，可以认为它的流速和压力是均匀的。

所以进口边界条件设为.。

设置喷嘴的出口边界时，由于喷嘴的流速是未知的，而它的压力是常数即外界大气压，设.。

将假设好的方案进行建模，用软件分析时，为了简化计算，节约时间，并且反应喷嘴出口的流量分布，我们采用了二维模型，从而定性的分析出喷嘴出口流量曲线形状。

为了使模具钢得到均匀冷却，理想状况下的喷嘴的流量曲线应为中凸类抛物线。

气雾冷却设备方案设计气雾冷却设备的方案类型气雾冷却设备方案设计图所示为气雾冷却系统方案，即在管道左侧通入水和气，由焊接在管道上的个喷嘴喷出流体。

图设计方案图示对于气雾冷却设备方案设计，假设个喷嘴均匀分布，并且每个喷嘴之间的距离均为，其它外形尺寸如图所示。

在模型简化时，由于用软件对水和气的管道同时建模属于二相问题，处理起来复杂，忽略里面流动气体管道的影响，将气的作用视为对水的吹散，以便形成气雾。

为了使计算方便，我们采用二维模型，在本章的设计方案中，均采用二维模型。

通过软件的分析，我们可以得到气雾冷却设备中的流体在管道内的速度云图和从喷嘴口喷出流体的流速图，如图所示和图所示。

图流体在管道中流动的速度云图图从喷嘴口喷出流体的流速图根据图，将个喷嘴从左到右编号。

个喷嘴中喷出的流体平均流速如表所示。

表气雾冷却系统设计方案中从喷嘴口喷出的流体平均速度喷嘴号速度喷嘴号速度.根据表做出设计方案中从喷嘴喷出流体的平均流速曲线，如图所示。

图设计方案的从喷嘴口喷出流体的平均流速曲线根据图所示，这种方案所得到的流体曲线为右侧喷嘴流量相对较大，左侧流量相对较小的曲线。

流速在号喷嘴间流速缓慢增大，在号喷嘴间，流速曲线突然递减，在号喷嘴间，流速突然增大。

我们可以通过改变喷嘴间距使设计方案的的流体曲线呈现中凸曲线形状。

但是通过改变喷嘴间距使得喷出的流体呈中凸曲线的方法会使得设计复杂，同时，该方案适用于空间较小的情况下。

由于气雾冷却设备的空间足够，所以可以考虑更佳方案。

气雾冷却设备方案设计二如图所示，气雾冷却设备方案二由管道上端通入水和气，并且由供水管和供气管下端的个喷嘴喷出流体。

并且将个喷嘴从左至右分别编号。

图设计方案二简图在气雾冷却设备设计方案二中，假设个喷嘴均匀分布，并且喷嘴间间距均为，其它外形尺寸如图所示，通过软件建模，并且用软件分析可以得到气雾冷却设备设计方案二中的流体在管道中流速分布云图和从喷嘴口喷出流体的流速如图和图所示。

图设计方案二的管道中流体流速分布云图图喷嘴喷出流体的流速图根据软件分析，可以得到气雾冷却设备设计方案二中个喷嘴喷出的流体平均流速表，如表所示。

表方案设计二中从喷嘴喷出流体平均流速表喷嘴号速度喷嘴号速度.根据表中的数据做出从喷嘴口喷出流体速度曲线，如图所示。

图设计方案二的从喷嘴口喷出的流体平均速度分布曲线观察气雾冷却系统设计方案二中从个喷嘴口喷出的流体平均流速曲线，发现所做出的流体曲线为中间凸但是两侧也凸的曲线即中间喷嘴和两侧喷嘴喷出流体的流速较大，其余部位的喷嘴喷出的流体流速相对较小。

虽然通过改变喷嘴分布使得喷出的流体曲线特性，使其仅具有中凸特性，但是调节过程相对复杂，用时也比较多。

因此我们可以考虑更佳方案。

气雾冷却设备设计方案三如图所示，气雾冷却设备设计方案三中，设置两根对称管道通入水或气，并且由供水管和供气管下端的个喷嘴喷出流体。

图设计方案三的简图在气雾冷却设备设计方案三中，假设个喷嘴均匀分布，并且喷嘴间间距均为，其它外形尺寸如图所示，通过软件建模，使用软件分析得到气雾冷却设备设计方案三的流体在管道中流动时流速分布云图和从个喷嘴喷出的流体流速图。

如图和图所示。

图设计方案三的流体在管道中流动时流速云图图设计方案三的从喷嘴口喷出流体速度分布使用软件分析气雾冷却设备设计方案三的模型，可以得到从个喷嘴口喷出的流体平均流速数据表，如表所示。

表方案设计三的从喷嘴口喷出流体的平均速度表喷嘴号速度喷嘴号速度.根据表中的数据做出设计方案三中从喷嘴喷出流体的平均流速分布曲线，如图所示。

图设计方案三的喷嘴速度分布曲线图观察气雾冷却设备设计方案三的流体曲线，可以发现该曲线有三处凸起，并且有两处凸出曲线部分对应相应的两个进水管道。

根据对设计方案三的多次模拟实验，得出流体曲线有如下性质曲线中间部分对应极大值。

曲线的两端极大值对应进水管口。

通过改变喷嘴间距，可以增大号喷嘴至号喷嘴喷出流体的速度值，但是实验起来比较复杂，所以采用在号喷嘴与号喷嘴间增加两条进水管道的方式来增大号喷嘴喷出