干冰清洗喷嘴设计
摘 要
作为一种新型清洗技术，干冰清洗具有高效、适用范围广和无污染等特点，在模具、电力电子、石化和汽车行业有着广泛应用。然而，现在工业中使用的干冰清洗技术尚存在设备庞大、干冰利用率低、缺乏正确理论指导等问题，阻碍了干冰清洗技术的发展和应用。论文采用数值模拟和试验方法研究了喷嘴流场分布特性，通过清洗试验优化干冰清洗过程参数，并探讨了干冰清洗技术特性。针对工业生产的干冰颗粒较大以及适用范围小问题，设计了干冰颗粒挤压装置，可
制备直径，长度的柱状颗粒，此规格干冰颗粒能够对精密物件进行清洗并有效提高了干冰颗粒的利用率；设计了双喉管式干冰清洗试验装置，解决了在干冰清
洗工作过程中干冰颗粒容易堵塞问题，提高了干冰清洗效率。
通过软件数值模拟直筒型和文丘里型喷嘴内部流场，及其所喷射出气流的流
场情况，得到了流体压力和速度分布规律。研究表明，在距离喷嘴出口较近处（
文丘里型喷嘴气流平均速度大于直筒型喷嘴气流速度。当距离增加时，文丘里型喷嘴喷射气流速度比直筒型喷嘴喷射气流平均速度衰减快，当距离喷嘴出口时，直筒型喷嘴喷射气流平均速度比文丘里型喷嘴的大。利用欧拉拉格朗方法模拟了不同喷嘴喷射颗粒运动情况，结果表明，直筒型喷嘴喷射颗粒集中在轴线附近，文丘里型喷嘴喷射颗粒较为发散，颗粒均匀分布在发散区域内。分别釆用两种喷嘴进行清洗油漆板试验，试验结果验证了计算机仿真分析的正确性。为优化干冰清洗过程参数，对喷漆钢板进行干冰清洗试验，通过观察干冰质量流量、喷射角度、工作距离和移动速度参数对干冰清洗效果的影响，得到最佳参数值；对种
不同污染物和喷漆铝板进行干冰清洗，试验结果表明，干冰清洗技术适合用来清洗有机物污垢或覆盖性污垢，且对清洗物表面损伤较小，可以清洗表面质量要求高或易损伤表面。
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