基于Curve軟件的噴嘴參數(shù)研究

申江峰 何玉靜 趙彬彬 余泳昌

摘要 針對(duì)LICHENG VP11003扇形噴嘴的噴霧參數(shù)進(jìn)行分析，尋找既符合現(xiàn)代社會(huì)節(jié)能要求又可滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)要求具有最佳噴霧效果的噴嘴設(shè)計(jì)方案。該試驗(yàn)在哈爾濱博納科技有限公司生產(chǎn)的噴霧性能試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，測(cè)出LICHENG VP11003扇形噴嘴在不同壓力下各參數(shù)值。實(shí)際測(cè)試結(jié)果為：VP11003扇形噴嘴在壓力0.2、0.3和0.4 MPa下的流量分別為0.76、0.85和0.96 L/min；霧錐角分別為98.8°、105.0°和112.5°。利用Curve軟件對(duì)其參數(shù)進(jìn)行模擬分析得出噴嘴在壓力0.1、0.5 MPa下的流量和霧錐角分別為0.66、1.06 L/min和90.4°和116.2°。試驗(yàn)證明根據(jù)選擇的擬合方程式可以計(jì)算出其更多壓力下的參數(shù)值。

關(guān)鍵詞 扇形噴嘴；壓力；流量；霧錐角；模擬分析

中圖分類號(hào) S220.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2015）34-353-02

噴嘴作為霧化系統(tǒng)中的一個(gè)重要元件，它對(duì)霧化效果起著決定性的作用。隨著科技的不斷進(jìn)步，霧化技術(shù)在日常生活中已成為一項(xiàng)重要技術(shù)，在諸多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，并給社會(huì)帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[1]。研究高性能噴嘴，可提高農(nóng)藥利用率，減少農(nóng)藥用量，降低環(huán)境污染，改善生態(tài)環(huán)境[2]。因此，人們對(duì)噴嘴技術(shù)的研究極為關(guān)注，在科技不斷的發(fā)展中，噴嘴技術(shù)及應(yīng)用將會(huì)被人們不斷完善，以求達(dá)到更加的噴霧效果[3-4]。

噴嘴按其形狀可分為異型噴嘴、扇形噴嘴和圓柱形噴嘴，日常使用中扇形噴嘴應(yīng)用較多，其原因是扇形噴嘴具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，即簡(jiǎn)單實(shí)用、噴射均勻、方便安裝和更換、易于清洗等[5]。扇形噴嘴是高壓清洗設(shè)備中的重要組件，在高壓作用下，噴射出來(lái)的液體具有極大的沖擊力，在清洗污垢表面時(shí)只需要少量的水，可以節(jié)省水資源，符合現(xiàn)代社會(huì)節(jié)能環(huán)保的要求。另外，針對(duì)農(nóng)作物噴霧具有更佳的噴霧效果[6-7]。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 研究對(duì)象。噴嘴類型為：LICHENG VP11003扇形噴嘴。

1.1.2 試驗(yàn)儀器。

哈爾濱博納科技有限公司生產(chǎn)的噴霧性能試驗(yàn)臺(tái)、S18UIA高精度超聲波傳感器和DMK21BF04型低照度高感度工業(yè)攝像機(jī)。

1.2 試驗(yàn)內(nèi)容

針對(duì)LICHENG VP11003扇形噴嘴的噴霧參數(shù)進(jìn)行分析研究，該試驗(yàn)在哈爾濱博納科技有限公司生產(chǎn)的噴霧性能試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，測(cè)出LICHENG VP11003扇形噴嘴在0.2、0.3和0.4 MPa壓力下的流量值和霧錐角大小。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 噴霧流量測(cè)試。

該試驗(yàn)在哈爾濱博納科技有限公司生產(chǎn)的噴霧性能試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，噴桿上面裝有4個(gè)LICHENG VP11003扇形噴嘴，上下可調(diào)，前后可移。DMK21BF04型低照度高感度工業(yè)攝像機(jī)連接在試驗(yàn)臺(tái)框架上。

2 結(jié)果與分析

2.1 流量和噴霧霧錐角測(cè)試結(jié)果

LICHENG VP11003扇形噴嘴在0.2、0.3和0.4 MPa壓力下測(cè)得單位時(shí)間內(nèi)流量分別為0.76、0.85和0.96 L/min。

在實(shí)際噴霧過(guò)程中，理論上應(yīng)選取較大的霧錐角，然而壓力大小會(huì)直接影響霧錐角。

LICHENG VP11003扇形噴嘴霧錐角在0.2、0.3和0.4 MPa壓力下霧錐角分別為98.8°、105.0°和112.5°。

2.2 Curve模擬分析

2.2.1 LICHENG VP11003扇形噴嘴流量模擬。

把不同壓力下測(cè)出的噴嘴流量數(shù)值同壓力值一起輸入到Curve軟件中，如圖1所示。然后選擇擬合中的線性擬合出現(xiàn)（圖2、3）。

由圖3可知，X軸為壓力大小，Y軸則為隨壓力變化的流量值，可得出線性關(guān)系式：y=a+bx，標(biāo)準(zhǔn)差為0.008 2，相關(guān)系數(shù)也就是擬合度為0.998 3。根據(jù)上述相關(guān)式可計(jì)算出在0.1和0.5 MPa時(shí)的流量大小分別為0.66和1.06 L/min。

2.2.2 LICHENG VP11003扇形噴嘴霧錐角大小模擬。

把不同壓力下測(cè)出的噴嘴流量數(shù)值同壓力值一起輸入到Curve軟件中，如圖4所示。然后選擇擬合中的二次多項(xiàng)式擬合出現(xiàn)圖5和6。

由圖7、8可知，X軸為壓力大小，Y軸則為隨壓力變化的霧錐角大小值，可得出二次多項(xiàng)式關(guān)系式：y=a+bx+cx2，系數(shù)a=7.618 2×10-1，b=，c=，標(biāo)準(zhǔn)差為8.609 8，相關(guān)系數(shù)也就是擬合度為0.995 6。根據(jù)上述相關(guān)式可計(jì)算出在0.1和0.5 MPa時(shí)的流量大小分別為90.4°和116.2°。