基于Curve软件的喷嘴参数研究

申江峰 何玉静 赵彬彬 余泳昌

摘要 针对LICHENG VP11003扇形喷嘴的喷雾参数进行分析，寻找既符合现代社会节能要求又可满足农作物生长要求具有最佳喷雾效果的喷嘴设计方案。该试验在哈尔滨博纳科技有限公司生产的喷雾性能试验台上进行，测出LICHENG VP11003扇形喷嘴在不同压力下各参数值。实际测试结果为：VP11003扇形喷嘴在压力0.2、0.3和0.4 MPa下的流量分别为0.76、0.85和0.96 L/min；雾锥角分别为98.8°、105.0°和112.5°。利用Curve软件对其参数进行模拟分析得出喷嘴在压力0.1、0.5 MPa下的流量和雾锥角分别为0.66、1.06 L/min和90.4°和116.2°。试验证明根据选择的拟合方程式可以计算出其更多压力下的参数值。

关键词 扇形喷嘴；压力；流量；霧锥角；模拟分析

中图分类号 S220.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）34-353-02

喷嘴作为雾化系统中的一个重要元件，它对雾化效果起着决定性的作用。随着科技的不断进步，雾化技术在日常生活中已成为一项重要技术，在诸多领域被广泛应用，并给社会带来了经济效益和社会效益[1]。研究高性能喷嘴，可提高农药利用率，减少农药用量，降低环境污染，改善生态环境[2]。因此，人们对喷嘴技术的研究极为关注，在科技不断的发展中，喷嘴技术及应用将会被人们不断完善，以求达到更加的喷雾效果[3-4]。

喷嘴按其形状可分为异型喷嘴、扇形喷嘴和圆柱形喷嘴，日常使用中扇形喷嘴应用较多，其原因是扇形喷嘴具有其独特的优点，即简单实用、喷射均匀、方便安装和更换、易于清洗等[5]。扇形喷嘴是高压清洗设备中的重要组件，在高压作用下，喷射出来的液体具有极大的冲击力，在清洗污垢表面时只需要少量的水，可以节省水资源，符合现代社会节能环保的要求。另外，针对农作物喷雾具有更佳的喷雾效果[6-7]。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 研究对象。喷嘴类型为：LICHENG VP11003扇形喷嘴。

1.1.2 试验仪器。

哈尔滨博纳科技有限公司生产的喷雾性能试验台、S18UIA高精度超声波传感器和DMK21BF04型低照度高感度工业摄像机。

1.2 试验内容

针对LICHENG VP11003扇形喷嘴的喷雾参数进行分析研究，该试验在哈尔滨博纳科技有限公司生产的喷雾性能试验台上进行，测出LICHENG VP11003扇形喷嘴在0.2、0.3和0.4 MPa压力下的流量值和雾锥角大小。

1.3 试验方法

1.3.1 喷雾流量测试。

该试验在哈尔滨博纳科技有限公司生产的喷雾性能试验台上进行，喷杆上面装有4个LICHENG VP11003扇形喷嘴，上下可调，前后可移。DMK21BF04型低照度高感度工业摄像机连接在试验台框架上。

2 结果与分析

2.1 流量和喷雾雾锥角测试结果

LICHENG VP11003扇形喷嘴在0.2、0.3和0.4 MPa压力下测得单位时间内流量分别为0.76、0.85和0.96 L/min。

在实际喷雾过程中，理论上应选取较大的雾锥角，然而压力大小会直接影响雾锥角。

LICHENG VP11003扇形喷嘴雾锥角在0.2、0.3和0.4 MPa压力下雾锥角分别为98.8°、105.0°和112.5°。

2.2 Curve模拟分析

2.2.1 LICHENG VP11003扇形喷嘴流量模拟。

把不同压力下测出的喷嘴流量数值同压力值一起输入到Curve软件中，如图1所示。然后选择拟合中的线性拟合出现（图2、3）。

由图3可知，X轴为压力大小，Y轴则为随压力变化的流量值，可得出线性关系式：y=a+bx，标准差为0.008 2，相关系数也就是拟合度为0.998 3。根据上述相关式可计算出在0.1和0.5 MPa时的流量大小分别为0.66和1.06 L/min。

2.2.2 LICHENG VP11003扇形喷嘴雾锥角大小模拟。

把不同压力下测出的喷嘴流量数值同压力值一起输入到Curve软件中，如图4所示。然后选择拟合中的二次多项式拟合出现图5和6。

由图7、8可知，X轴为压力大小，Y轴则为随压力变化的雾锥角大小值，可得出二次多项式关系式：y=a+bx+cx2，系数a=7.618 2×10-1，b=，c=，标准差为8.609 8，相关系数也就是拟合度为0.995 6。根据上述相关式可计算出在0.1和0.5 MPa时的流量大小分别为90.4°和116.2°。