扇形噴頭噴霧質量影響因素試驗研究

劉艷華

【摘要】機械應用的扇形噴頭性能決定著機械噴霧質量，而實際中應用的扇形噴頭噴霧質量卻未達到較好的效果，應挖掘出影響噴霧質量的因素，并針對影響因素采取有效的改善措施，進而保證并提升噴霧質量。

【關鍵詞】扁平扇形噴嘴? 噴霧質量? 影響因素? 實驗研究

一、扁平扇形噴嘴內部結構及噴射情況

（一）扁平扇形噴嘴內部結構

通過對扁平扇形噴嘴內部結構進行深入性研究后，可得到扁平扇形噴嘴內表面的形狀表現出半橢球面或者半球面，而半球面是扁平扇形噴嘴內表面的特殊形狀。在噴嘴頭處含有V型的槽，此槽含有的兩個斜面與噴嘴軸線表現出對稱的效果，并且兩個斜面與扁平扇形噴嘴內部的半橢球面具有相貫通的過程，通過相貫通而產生了具有狹長特點的噴口。掌握扁平扇形噴嘴的內部結構后可以完全確定出如下四個參數：第一，掌握噴嘴內部存在的入射斷面具體直徑尺寸。第二，掌握噴嘴內部橢圓半長軸具有的長度尺寸。第三，掌握橢圓中心處位置直至V型槽底部具體的長度尺寸。第四，掌握V型槽角度的一半。

（二）扁平扇形噴嘴噴射情況

通過掌握扁平扇形噴嘴內部結構以后可以了解到噴嘴具體的噴射情況，噴嘴在實際作業時會將噴出的液體沿著V型槽的方向流動，而流動的過程受到V型槽結構的特點呈現出狹窄的帶狀過程。噴射出的液體在沿著V型槽流動時形成一個扇形，而這個扇形表現出的角度被稱作為噴射角。因此，扁平扇形噴嘴噴射而出的液體具有扁平扇形的噴霧狀，根據噴射的噴霧形狀而將噴嘴命名為扁平扇形噴嘴。

二、試驗依據與試驗內容

首先，創建試驗方案。試驗需要創建合理化方案，通過扁平扇形噴嘴內部結構可以確定出結構的參數及影響噴嘴性能的規律;其次，對噴嘴性能實施試驗過程。分析與比較噴嘴的噴量效果、霧角數據、噴霧量的具體分布性能。最后，實施強化磨損與耐腐蝕的試驗措施。采用此試驗過程是對噴嘴使用壽命與藥液適應性能進行確定，從而為合理化選擇噴嘴材料奠定基礎。

三、試驗條件和儀器設備

（一）試驗條件

在實施噴嘴性能試驗時需要使用清水材料，此清水材料必須不能含有固體性的懸浮物質。在開展強化磨損試驗時要應用清水添加磨料的方式，添加的磨料具體為陶土粉，陶土粉與清水進行混合，具體配比比例應按照50∶1進行配置，還要在此中加入0.1%的洗衣粉成為兩者的懸浮劑。在試驗過程中需要保持試液的溫度與實驗室的溫度在12-23度之間，還要對濕度進行控制達到50%以下的要求，應用的試驗臺具有保證工作壓力的變化量不能高出試驗壓力值的2.5%左右。

（二）儀器設備

試驗需要配備相應的儀器設備，為扁平扇形噴嘴試驗配備的儀器設備包括秒表設備、壓力表設備、刻度尺設備、角度尺設備、量筒設備、噴頭噴量試驗臺設備、激光霧滴測試儀設備、帶光照相機設備、可實現攝影功能的顯微鏡設備、光透式投影儀設備。在計量扁平扇形噴嘴具有的切深、切角、內孔直徑時運用三坐標儀與萬能顯微鏡獲取相應的數值。

四、實驗結果和分析

（一）基本參數、結構方案確定試驗

扇形噴嘴系列結構方案確定試驗。經過對扁平扇形噴嘴內部結構的研究后并進行試驗后，可以了解到噴嘴噴霧量的分布除了與噴嘴結構含有的實際參數相關外，還與噴嘴加工質量具有密切的關聯性，比如在制作噴嘴內孔與V槽切口時，兩者之間的銜接處存在誤差;孔口邊緣處的光滑度未達到標準要求;切口表面未滿足平整度要求，在結構參數與加工質量的影響下會造成噴霧量分布不均勻的問題發生。

變參數試驗。經過對扁平扇形噴嘴進行試驗后可以確定出結構參數對噴嘴性能的影響規律，具體如下：如果切角與出流口含有的球面直徑未發生變化而切深發生變化，會對噴霧流量與霧錐角產生一定的影響;切角α發生變化會對霧形與流量產生影響;噴嘴內孔直徑發生變化會對霧角與流量變化產生較大的影響。

從試驗結果可以看出具體的影響規律：如果內孔直徑增加，而其他參數未發生變化時會表現出噴霧角與噴射流量隨之增大，而當直徑增大到一定數值后，噴霧角的增大效果表現出不顯著的現象;如果增大噴嘴相對切深而其他參數不變時，噴射流量會發生增大的趨勢，而噴霧角只有在最初時會發生增大的變化，但是當切深到達一定數值后會表現出降低的現象;如果增大切解而不改變其他參數，噴射流量會逐漸增加，而霧角卻與流量產生相反的效果。因此，根據上述規律可以得到以下結論：在設計扇形噴霧嘴時應先對噴霧角的大小進行合理化確定，還將切深與切角大小充分考慮在內;噴霧量大小的決定性因素是內孔直徑與切角的實際大小;霧量分布的影響因素是內孔與V型切口之間銜接處含有的幾何形狀決定的，還會受到制作精度的影響。

（二）性能試驗、強化磨損試驗和耐腐蝕試驗

第一、二輪試制噴嘴性能測定。經過第一與第二次的噴嘴性能測定試驗后，可以看出第二次試驗后的噴嘴性能要顯著高于第一次試驗，但是卻存在噴霧角與霧量分面未達到最佳效果的缺陷。

強化磨損對比試驗。扇形霧噴嘴采用5個同型號塑料的制作方式與扇形霧噴嘴運用5個黃銅材料的制作方式進行強化磨損比較試驗后，50h與100h的噴嘴量變化量都體現出塑料噴嘴的使用壽命要顯著高于黃銅材料的噴嘴，可達15倍以上。

強化腐蝕試驗。在進行強化腐蝕試驗時對于工程塑料與黃銅的噴嘴各選出5個并浸泡于農藥中，此農藥為敵敵畏原液，記錄50h與100h兩個階段的變化量并取平均值。經過試驗后并對比試驗結果，工程塑料材料的噴嘴具有較高的耐腐蝕性能。

第三輪性能試驗。為了進一步確定出最優質的噴嘴設計實施了第三輪性能試驗，通過對模具進行與注塑工藝的調整后，對生產出的第三批噴嘴進行第三次試驗，從實驗結果可知第三噴嘴的性能已經達到一定的水平，只是仍然還存在個別小噴量噴嘴具有霧量分布不均勻的現象，應繼續采取措施進行提升。

第四輪試驗。為了繼續提升噴嘴性能采取了第四次試驗，從第四次試驗結果可以看出再次調整的噴嘴產品性能較好。在國際中，噴嘴以LU品牌的噴嘴性能較好，而第四次試驗后的噴嘴可以達到LU系列的噴射性能相符合。

參考文獻：

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