一种旋流式喷嘴的研究

发布时间：2017-06-24 22:12

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【摘要】：旋流式喷嘴因其结构简单、加工方便、成本低廉等优势而广泛用于农业生产中,为了探究旋流式喷嘴的结构参数对于其雾化效果的影响而进行了深入研究。本文针对典型的旋流式喷嘴进行结构分析,通过优化喷嘴的结构及参数来提升喷嘴的雾化效果,为解决农药残留和环境污染等问题提供参考。本文首先阐述了国内外喷嘴研究的现状,在研究参考文献的基础上,分析了影响喷嘴雾化效果的因素,对喷嘴最大速度与雾化效果的关系进行了讨论。在喷嘴研究的理论基础上,针对喷嘴螺旋槽主要结构参数(螺旋槽个数n、螺旋槽升角β、螺旋槽宽度b等)进行研究,通过计算流体动力学(CFD)软件FLUENT仿真模拟喷嘴的流场,对喷嘴的结构参数与喷嘴最大速度的关系进行了仿真研究,结果表明喷嘴最大速度的影响因子主次依次为旋槽个数n、螺旋槽宽度b、螺旋槽升角β。根据仿真结果试制了相应喷嘴,搭建了喷嘴试验平台,对喷嘴的雾滴直径和雾滴分布均匀度指标进行测试,在喷嘴其他结构参数不变的情况下,分别进行了螺旋槽个数n、螺旋槽升角β、螺旋槽宽度b的单因素试验,并进行了试验数据的采集、处理、记录和分析,试验结果验证了仿真实验中三个结构参数对于喷嘴最大速度的影响,表明雾化效果与喷嘴最大速度的影响趋势一致。并利用正交试验法进行了影响因素最优组合研究,得出最优组合为：当螺旋槽个数为4个,螺旋槽宽度为1mm,螺旋槽升角为30。时,数量中径为87 μ m,均匀度值为0.683,雾化效果为最佳。通过试验得出以下结论：(1)在进行雾化效果单因素试验中,通过进行试验结果的数据分析得出雾化效果的影响因子主次为旋槽个数n、螺旋槽宽度b、螺旋槽升角β；(2)通过正交试验对于结构参数最优组合进行筛选后发现,当选择螺旋槽个数n=4,螺旋槽宽度b=lmm,螺旋槽升角β=30°时雾滴直径符合靶标要求,并且雾滴分布均匀度值最大,即雾化效果最好。
【关键词】：旋流式喷嘴 FLUENT 雾化效果 结构参数
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S49;TH136
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第1章 文献综述9-13
• 1.1 农业生产病虫害防治9-10
• 1.2 喷嘴的国内外研究现状10-13
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-13
• 第2章 绪论13-15
• 2.1 研究的目的及意义13
• 2.2 研究内容13-15
• 第3章 喷嘴流场仿真15-33
• 3.1 基本研究方法15
• 3.2 流体动力学的基本控制方程15-19
• 3.3 数值计算模型19-22
• 3.4 喷嘴流场仿真流程22-23
• 3.5 喷嘴内部流体模型的建立23
• 3.6 网格划分23-24
• 3.7 计算结果24-26
• 3.7.1 速度变化25-26
• 3.7.2 压力变化26
• 3.8 喷嘴结构参数与速度的关系26-30
• 3.8.1 螺旋槽个数对速度的影响27-28
• 3.8.2 螺旋槽宽度对速度的影响28-29
• 3.8.3 螺旋槽升角对速度的影响29-30
• 3.9 喷嘴的试制30-33
• 第4章 试验研究33-53
• 4.1 试验平台搭建33
• 4.2 平台关键部件设计33-36
• 4.2.1 隔膜泵33-34
• 4.2.2 隔膜泵压力控制单元设计34-36
• 4.3 试验过程36-38
• 4.4 试验数据及处理38
• 4.5 实验指标测定38-40
• 4.6 喷嘴雾化效果的评价指标40-42
• 4.6.1 雾滴直径40-42
• 4.6.2 雾滴均匀度42
• 4.7 单因素试验结果及分析42-50
• 4.7.1 不同螺旋槽个数下试验结果及分析42-45
• 4.7.2 不同螺旋槽升角下试验结果及分析45-47
• 4.7.3 不同螺旋槽宽度下试验结果47-50
• 4.8 正交试验设计与结果分析50-53
• 4.8.1 正交试验设计50-51
• 4.8.2 正交试验结果分析51-53
• 第5章 总结与展望53-55
• 5.1 工作总结53-54
• 5.2 工作展望54-55
• 参考文献55-57
• 致谢57-59
• 发表论文及参加课题一览表59

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