喷嘴设计及计算

合集下载

喷嘴设计及计算

喷嘴设计及计算
3。流线圆锥形喷嘴
流线圆锥形喷嘴是上述两种形式之结合,图12就是这种形式的喷嘴。从图可以看出来,水流自喷管先经过喷嘴的流线形段,继而经过圆锥形段。从加工来说,凸流线形喷嘴易于加工。由于圆锥形喷嘴有结构简单,加工方便等优点,所以目前喷头大多采用圆锥形喷头。
第二节喷嘴直径的确定
喷嘴直径是一个重要的数值,它直接影响到喷灌质量,如喷灌强度,均匀度和雾化程度。它又和喷头的结构和水力性能有极为密切的关系,诸如喷灌直径Dcm,喷头流量,射程和工作压力等。
提供各种雾化效果最佳选择:
压力值一般为0.2-0.7Mpa左右
而当管口直径为2~3毫米时,H/Dc值选3000,压力值选0.7Mpa左右,喷嘴仰角在40度到45度左右,
光洁度在 。
四改变喷头喷洒轨迹的力学途径
很多喷头采用的是喷洒轨迹为弧形的喷洒喷头,很浪费水源,面对多种喷洒的要求,本研究采用弧形轨迹改为方形轨迹为研究对象,依据流体力学原理,提出改变喷头喷洒轨迹的力学方法及途径。
喷嘴光洁度
流量系数
0.86
1.84
三设计喷头最优参数选择
由以上应选取45度内锥角,流量系数为0。86。光洁度(表面光洁度)应为 。考虑影响射程和水滴直径H/Dc值,H/Dc对喷头有高度影响,比值H/Dc在一定程度上反映雾化程度,即喷洒雨滴的直径,所以大家把它称为雾化指标。当H/Dc=3000时有最远射程。喷头工作压力和喷头直径的比值H/Dc是随其增加,水滴直径将减小,对于不同的喷嘴,,在相同的H/Dc下,随着喷嘴直径的增加而水滴直径将减小。
综上所述,由于喷嘴直径的大小影响到喷头的喷洒量,功率消耗,射程和水底大小,,所以喷嘴止直径的确定,应以式
喷头直径Dc(毫米)
适宜的H/Dc值
2~4

喷嘴的计算

喷嘴的计算
4 4473.7418 75.4727mm 3.1416


第四步:计算临界截面参数
3 Pe 0.5457MPa e 2.8921kg / m
第五步:计算几何尺寸
A*
Ae
Q 2 1391.9018mm2 *V* 2.8921 496.8303

Q 2 4473.7418mm2 eVe 0.4600 971.8545
1、渐缩喷嘴
dA dV 0, 0 A V
2、出口为临界参数的渐缩喷嘴
dA dV 0, 0 A V
3、缩放喷嘴(拉瓦尔喷嘴)
dA dV 0, 0 A V dA dV dA dV 0, 0 0, 0 A V A V
喷嘴的选择
1、已知滞止参数和出口速度或马赫数 a:M≤1选择渐缩型喷嘴
b:M>1选择缩放型喷嘴
2、已知滞止参数和出口压力Pe 临界压力与滞止压力的关系: P* ( 2 ) K 1 P0 K 1 a: Pe P* P0 P0 b: Pe P* P0 P0 选择渐缩型喷嘴;
K
选择缩放型喷嘴。
喷嘴各截面参数的计算(1)
1、任意截面状态与滞止状态的关系
K T0 K 1 2 P0 K 1 2 K 1 1 M (1 M ) T 2 P 2 2、临界状态与滞止状态的关系
* K K 1 1.30 1.301 0
• •
2、计算出口压力比 P 1000000Pa 第二步:计算出口马赫数
0
Pe

50000 Pa
0.05
P* 0.5457 P0
需采用拉瓦尔喷嘴
Me
P K 1 2 2 [( e ) K 1] (0.05 1.30 1) 2.5773 K 1 P0 1.30 1

喷嘴设计及计算范文

喷嘴设计及计算范文

喷嘴设计及计算范文喷嘴是用来将流体以其中一种方式从一个系统中喷出的设备。

喷嘴设计的目的是通过适当的流动条件和几何参数来满足特定的喷射需求。

这些需求可能包括喷射速度、喷射角度、喷射距离等。

喷嘴的设计与计算是一个复杂的过程,需要考虑多个因素,如流体性质、流动条件、材料特性等。

下面将介绍一些常见的喷嘴设计及计算方法。

1.喷嘴类型选择根据喷射的介质和需求,可以选择不同类型的喷嘴。

常见的喷嘴类型包括:圆孔喷嘴、缝隙喷嘴、锥形喷嘴等。

每种喷嘴都有自己的特点和适用范围。

2.喷嘴几何参数计算喷嘴的几何参数包括出口直径、喷嘴长度、出口形状等。

这些参数将直接影响喷射流体的速度和角度。

计算这些参数时,需考虑喷射介质的性质、流动条件和应用要求等因素。

3.喷射速度计算喷嘴的设计目标之一是获得所需的喷射速度。

根据伯努利方程和质量守恒定律,可以得到以下方程用于计算喷射速度:v = √(2gh)其中,v为喷射速度,g为重力加速度,h为喷嘴出口处的压力差。

4.喷射角度计算喷射角度是指喷射流体与垂直方向的夹角。

根据牛顿第二定律,可以得到以下方程用于计算喷射角度:θ = tan^(-1)(v^2 / (gR))其中,θ为喷射角度,v为喷射速度,g为重力加速度,R为喷嘴出口处的径向速度。

5.喷射距离计算喷射距离是指从喷嘴出口到喷射点的水平距离。

根据平抛运动的原理,可以得到以下方程用于计算喷射距离:d=v*t其中,d为喷射距离,v为喷射速度,t为喷射时间。

6.考虑流体的黏度如果喷射的介质是粘性流体,需考虑黏度对喷射性能的影响。

黏性流体的流动行为与牛顿流体不同,需要进行额外的计算和分析。

在设计和计算喷嘴时,还需考虑其他因素,如流体动力学、流体稳定性、噪声和振动等问题。

喷嘴设计的目标是在满足喷射需求的同时,尽可能减少能量损失和系统成本。

注意,喷嘴设计和计算是一个复杂的过程,需要充分的理论基础和工程经验。

在实际应用中,可能还需要进行模拟分析、实验验证和优化设计等工作。

标准喷嘴流量计算公式

标准喷嘴流量计算公式

标准喷嘴流量计算公式喷嘴是一种常用的流量测量装置,其流量计算公式对于流体力学和工程实践具有重要意义。

本文将介绍标准喷嘴流量计算公式的推导和应用。

首先,我们来看一下标准喷嘴的结构和工作原理。

标准喷嘴通常由进口、喉部和出口三部分组成。

流体从进口进入喷嘴后,经过喉部的收缩,流速增加,压力降低,最终从出口喷射出去。

根据质量守恒和动量守恒定律,可以推导出标准喷嘴的流量计算公式。

假设流体在喷嘴进口处的压力为P1,流速为v1,在出口处的压力为P2,流速为v2。

根据质量守恒定律,流体通过喷嘴的质量流量可以表示为:G = ρ A v。

其中,G为质量流量,ρ为流体密度,A为流通截面积,v为流速。

根据流体力学理论,可以得出喷嘴进口和出口处的流速与压力的关系:v1 = (2 / (γ 1)) (P1 / ρ) (1 (P2 / P1)^((γ 1) / γ))。

v2 = sqrt((2 γ) / (γ 1) (P1 / ρ) (1 (P2 / P1)^((γ 1) / γ)))。

其中,γ为流体的绝热指数。

将流速代入质量流量的表达式中,可以得到标准喷嘴的流量计算公式:G = A ρ v2 (1 (P2 / P1)^((γ + 1) / (2 γ))) / sqrt(γ (2 / (γ + 1))^((γ + 1) / (γ1)))。

这就是标准喷嘴的流量计算公式。

通过这个公式,我们可以根据喷嘴的进口压力、出口压力、流体密度和绝热指数来计算喷嘴的流量。

这对于工程实践中的流体控制和测量具有重要意义。

在实际应用中,我们还需要考虑一些修正系数,例如流体在喷嘴内部存在摩擦和压力损失,需要引入修正系数进行修正。

此外,喷嘴的设计和制造精度也会影响流量计算的准确性,需要进行实际测试和修正。

总之,标准喷嘴流量计算公式是流体力学和工程实践中的重要内容,通过对喷嘴结构和工作原理的分析,我们可以推导出喷嘴的流量计算公式,并在实际应用中进行修正和验证,以确保流量计算的准确性和可靠性。

喷嘴设计及计算

喷嘴设计及计算
综上所述,由于喷嘴直径得大小影响到喷头得喷洒量,功率消耗,射程与水底大小,,所以喷嘴止直径得确定,应以式
喷头直径Dc(毫米)
适宜得H/Dc值
2~4
4~6
6~10
10~16
16~20
10000~8000
8000~7000
7000~4000
4000~3000
3000~2500
喷头内腔锥角又称渐缩角,试验表明,最适宜得喷嘴内锥角,喷嘴冲出得射流密致段较长,从而使喷头获得最大射程。由于喷嘴近似圆锥形收缩管,所以锥角收缩管水力摩阻试验得到验证,即由于其有较小得摩阻系数,因而使得喷嘴前压力较大而使喷头射程较远。
由于喷头就是有压孔口出流,其出流量与喷嘴有密切得关系,计算式,喷嘴内锥角与流量系数也有一定关系.这一具有相当精度得关系可以用来计算喷头喷嘴之流量系数。
二喷嘴内表面得光洁度
由于通过喷嘴得水流为高速水流,其速度一般都在20米/秒以上,所以喷嘴内表面得光洁度也就是至关重要得。因为对于管嘴得孔口出流来说,流道粗糙将会破坏水流表面,增大水力损失,并破环喷嘴射流得密致段,从而影响射程,出流量与雾化程度等。我国得喷头一般都规定喷嘴得光洁度为不低于喷嘴光洁度对流量系数得影响。
喷头工作压力与喷嘴直径得比值H/Dc,在一定程度上反映了喷嘴得雾化程度,即喷沙 。对于喷嘴,随着H/Dc得值得增加,水滴直径将减少;对于不同得喷嘴,在相同得H/Dc,随着喷嘴直径得增大水滴随着喷嘴直径得增大水滴直径将减少,因为雷诺数增大.
所以,对于喷嘴口径不同得喷头,不能规定统一得适宜雾化指标。对于小口径喷嘴得喷头,其适宜得H/Dc值要比大得大口径得喷头大 。所以,有得国家对各种尺寸得喷嘴规定在最佳工作压力范围,认为在这样得压力下所产生水滴就是无害得。

喷嘴阻力系数计算

喷嘴阻力系数计算

喷嘴阻力系数计算
喷嘴阻力系数的计算需要考虑多个因素,包括雷诺数、β值等。

以下是一个可能的计算步骤:
1. 确定喷嘴的入口和出口截面,以及烟气密度、入口流速等参数。

2. 根据入口流速和管道截面积计算动压。

3. 根据当量直径和烟气密度计算项目符号Vt,单位为m^3/s。

4. 根据β值和雷诺数Re=7×104,设计喷嘴。

β值尽量取大,最好大于。

5. 根据上述参数,使用阻力公式计算阻力系数ξ。

需要注意的是,上述步骤只是一个可能的计算方法,具体的计算方法可能因喷嘴类型、使用环境等因素而有所不同。

在实际应用中,建议参考相关领域的专业书籍或咨询专业人士进行计算。

喷嘴计算公式

喷嘴计算公式
根据我国烹调习惯大多数家用燃气灶燃烧器分为内外双环火,既包含内环火喷嘴及外环火喷嘴。经实验 量0.7kW~1.0kW,外环火热流量为2.7kW~3.2kW。根据不同气源的火孔热强度,确定燃烧设计热流量,按
直径。
喷嘴喷孔设计公式: d=(Lg/0.0035μ)1/2(S/H)1/4 Lg=I/Qd
其中:d——喷孔直径(mm); Lg——燃气流量(Nm3/h); S——相对密度; H——燃气压力(Pa); Qd——燃气低热值(MJ/m3); I——设计热流量(MJ/h); μ——嘴流量系数,取0.7-0.8
(1) (2)
直径。
喷嘴喷孔设计公式: d=(Lg/0.0035μ)1/2(S/H)1/4 Lg=I/Qd
其中:d——喷孔直径(mm); Lg——燃气流量(Nm3/h); S——相对密度; H——燃气压力(Pa); Qd——燃气低热值(MJ/m3); I——设计热流量(MJ/h); μ——嘴流量系数,取0.7-0.8
(1) (2)
喷嘴孔径(d) 燃气流量lg 相对密度s 燃气压力H 燃气低热值Qd 设计热流量I
嘴流量系数U
1.87787 0.125483
1.554 2CH4:0.75 5 丁烷: 0.74
燃烧器分为内外双环火,既包含内环火喷嘴及外环火喷嘴。经实验及互比确定内环火热流 kW~3.2kW。根据不同气源的火孔热强度,确定燃烧设计热流量,按喷孔设计公式计算喷孔

喷嘴喷力计算公式

喷嘴喷力计算公式

喷嘴喷力计算公式喷嘴是一种用于将流体或气体以高速喷射出来的装置,常用于喷涂、清洗、喷淋等工艺中。

喷嘴的设计和选择对于喷射效果和能耗具有重要影响,而喷力则是评价喷嘴性能的重要指标之一。

喷力的大小取决于喷嘴的设计参数和工作条件,可以通过喷嘴喷力计算公式来进行预估和设计。

喷力是指单位时间内流体或气体喷射出来的动能,通常用于评价喷嘴的喷射效果和清洗能力。

喷力的计算公式可以根据质量守恒和动量守恒原理来推导,一般可以表示为:F = ρ A v^2。

其中,F表示喷力,ρ表示流体或气体的密度,A表示喷嘴出口的截面积,v表示喷射速度。

这个公式表明,喷力的大小与喷射速度的平方成正比,与流体或气体的密度和喷嘴出口的截面积成正比。

因此,要提高喷力可以通过增大喷射速度、增加流体或气体的密度或者扩大喷嘴出口的截面积来实现。

喷嘴的喷力计算公式为工程设计和优化提供了重要的理论基础。

通过这个公式,可以预估不同工况下的喷力大小,从而选择合适的喷嘴类型和参数。

例如,在清洗工艺中,需要根据被清洗物体的大小和污垢的性质来确定喷力的大小,以达到最佳的清洗效果。

在喷涂工艺中,喷力的大小直接影响涂层的厚度和均匀度,因此需要根据涂料的性质和施工要求来确定喷力的大小。

除了喷力计算公式,喷嘴的设计和选择还需要考虑其他因素,如喷嘴的结构、材料和耐磨性能等。

不同类型的喷嘴,如涡轮喷嘴、静压喷嘴、雾化喷嘴等,其喷力计算公式和设计参数也会有所不同。

因此,在工程实践中,需要综合考虑各种因素,进行全面的设计和选择。

喷嘴喷力计算公式的应用不仅局限于工程设计领域,还可以用于科研和实验中。

通过对喷力的计算和预估,可以为流体力学、喷雾技术、喷气推进等领域的研究提供重要的参考数据。

同时,喷力计算公式也可以用于优化喷嘴的设计和性能,提高工艺效率和节能减排。

总之,喷嘴喷力计算公式是工程设计和科研实验中的重要工具,可以用于预估喷力大小、优化喷嘴设计和选择、提高工艺效率和节能减排等方面。

喷头及氧枪设计计算

喷头及氧枪设计计算

第三部分喷头及氧枪设计计算(一)喷咀理论与设计一、有关公式[5]5371、缩放管公式(M2—1)错误!未找到引用源。

=错误!未找到引用源。

(3—1)讨论马赫数M=V/a (3—2)①M<1为亚音速,V<a,当断面缩小(dA=—),则流速增大(dv=+);②M=1为音速,V=a,喉口处面积不变(dA=0),为音速段(dV=0);③M>1为超音速,V>a,当断面放大(dA=+),则流速增大(dV=+)。

因此,当可压缩流在经过缩放喷咀后,流速可经亚音速,音速而得超音速,从而使氧气由压力能转化为超音速动能,用以搅拌熔池进行冶金反应。

2、三孔喷头在不同单位时的氧流量计算式[5]546错误!未找到引用源。

=3错误!未找到引用源。

0.4167P0A*/错误!未找到引用源。

[kg/S] (3—3)错误!未找到引用源。

=3错误!未找到引用源。

17.5P0A*/错误!未找到引用源。

[Nm3/min] (3—4)式中:A*——喉口面积[cm2]P0——设计氧压[kg/cm2]而KgO2=0.7[Nm3](参[2]628)3、用冷却水温度代氧滞止温度后的影响取氧气贮气罐滞止温度T0=15°C(288K),冷却水温度T水=20°C(293K),当用T水代T0上升5°C,对氧气流量地影响为:Wo2(288)/ Wo2(293)=错误!未找到引用源。

=错误!未找到引用源。

=1.0085即用T水代T0升温对氧气流的影响为0.0085<1%因此可用T水错误!未找到引用源。

T0(参[5]557)4、当确定出口马赫数后如提高供养压力,则出口压力,滞止温度和出口温度都相应提高。

错误!未找到引用源。

=(1+错误!未找到引用源。

)-7/2=错误!未找到引用源。

[5]546 (3—5)5、贮气罐的表压力可代喷头入口处的绝对氧压关系式为:错误!未找到引用源。

+(错误!未找到引用源。

—错误!未找到引用源。

喷嘴设计计算公式

喷嘴设计计算公式

喷嘴设计计算公式喷嘴是一种用来控制流体流动方向和速度的装置,广泛应用于喷雾、喷涂、喷淋等领域。

喷嘴的设计是非常重要的,它直接影响到流体的喷射效果和能耗。

在喷嘴设计中,计算公式是必不可少的工具,它可以帮助工程师准确地预测喷嘴的性能和参数。

本文将介绍喷嘴设计中常用的计算公式,并探讨其应用。

1. 喷嘴流量计算公式。

喷嘴的流量是指单位时间内通过喷嘴的流体体积,通常用单位时间内通过的流体质量或体积来表示。

喷嘴的流量计算公式可以用来预测喷嘴的流量,从而确定喷嘴的尺寸和工作参数。

一般情况下,喷嘴的流量计算公式可以表示为:Q = A V。

其中,Q表示流量,A表示喷嘴的截面积,V表示流体的速度。

根据这个公式,可以通过调节喷嘴的截面积和流体的速度来控制喷嘴的流量,从而满足不同的工程需求。

2. 喷嘴出口速度计算公式。

喷嘴的出口速度是指流体从喷嘴出口喷射出来的速度,它直接影响到喷射的距离和喷射的效果。

喷嘴的出口速度计算公式可以用来预测喷嘴的出口速度,从而确定喷嘴的设计参数和工作条件。

一般情况下,喷嘴的出口速度计算公式可以表示为:V = (2 P / ρ) ^ 0.5。

其中,V表示出口速度,P表示喷嘴的压力,ρ表示流体的密度。

根据这个公式,可以通过调节喷嘴的压力和流体的密度来控制喷嘴的出口速度,从而满足不同的喷射需求。

3. 喷嘴喷射距离计算公式。

喷嘴的喷射距离是指流体从喷嘴出口喷射出来的距离,它直接影响到喷射的覆盖范围和作用效果。

喷嘴的喷射距离计算公式可以用来预测喷嘴的喷射距离,从而确定喷嘴的设计参数和工作条件。

一般情况下,喷嘴的喷射距离计算公式可以表示为:D = V t。

其中,D表示喷射距离,V表示喷嘴的出口速度,t表示喷射时间。

根据这个公式,可以通过调节喷嘴的出口速度和喷射时间来控制喷嘴的喷射距离,从而满足不同的喷射需求。

4. 喷嘴的喷雾粒径计算公式。

喷嘴的喷雾粒径是指喷嘴喷射出来的液滴的大小,它直接影响到喷射的均匀性和覆盖范围。

喷嘴设计及计算

喷嘴设计及计算

第一章喷头改进设计的必要性喷雾喷头是通过一定方法,将液体分离细小雾滴的装置,目前在使用的一般是采用减小喷口直径,这些喷头雾化效率低,水量小,第二章喷嘴设计及计算喷嘴是喷头的重要部件,也是直接影响喷灌质量和喷头水力性能的一个部件。

它不但要最大限度地把水流压能变成动能,而且要保持稳流器整理过的水流仍具有较低的紊流程度。

喷嘴的结构形式一般有下列三种:1.圆锥形喷嘴圆锥形喷嘴由于其结构简单,加工方便而被大量应用于喷头,其结构如图。

圆锥形喷嘴的主要结构参数是:喷嘴直径D c,喷嘴圆柱段长度l,喷嘴内腔锥角。

有的喷头为了提高雾化程度或增加喷头近处的水量,而在喷嘴出口处增加一粉碎螺钉,其结构见图。

由于射流撞击在螺钉上,增加了碰撞阻力以致影响了喷头的射程及喷洒均匀度,所以现在除了个别喷头外已很少采用加粉碎螺钉的结构。

2.流线形喷嘴为了使水流平顺,有的喷头设计成流线形,以减少水流冲击损失。

流线形喷嘴结构如图所示。

苏联维多新斯基为流线形喷嘴的设计提供了计算公式:实验表明,水流不很平顺的喷头采用流线形喷嘴,喷头射程能增加8~12%。

但水流很平顺的喷头采用流线形喷嘴,喷头的射程增加很微小。

由此可见,流线形喷嘴能使水流平稳从而提高喷头射程。

3。

流线圆锥形喷嘴流线圆锥形喷嘴是上述两种形式之结合,图12就是这种形式的喷嘴。

从图可以看出来,水流自喷管先经过喷嘴的流线形段,继而经过圆锥形段。

从加工来说,凸流线形喷嘴易于加工。

由于圆锥形喷嘴有结构简单,加工方便等优点,所以目前喷头大多采用圆锥形喷头。

第二节 喷嘴直径的确定喷嘴直径是一个重要的数值,它直接影响到喷灌质量,如喷灌强度,均匀度和雾化程度。

它又和喷头的结构和水力性能有极为密切的关系,诸如喷灌直径Dcm ,喷头流量,射程和工作压力等。

由于喷头喷出的射流是高压高速水流的孔口出流,所以可应用水力学的圆形孔口出流公式计算。

即: Q=2024gH D 式中: 0H =2 H其中, Q—喷嘴流量 --流量系数0D -射流收缩断面的直径0H -射流收缩断面的压力-流速系数H-喷头工作压力知道了射流收缩断面的直径可由奥克勒所推荐的计算式计算喷嘴直径:D)2sin16.01(1 0CDD式中1-喷嘴内腔渐缩角但是,喷嘴直径还对喷头射程雨滴粒径有显著的影响。

压缩空气喷嘴流量计算公式

压缩空气喷嘴流量计算公式

压缩空气喷嘴流量计算公式压缩空气喷嘴是一种常见的工业设备,用于产生高速的气流,广泛应用于各个领域。

在设计和使用压缩空气喷嘴时,我们需要计算其流量,以确保其工作效果和性能。

下面介绍一种常用的压缩空气喷嘴流量计算公式。

压缩空气喷嘴的流量计算公式可以用以下方式表示:Q = A × V其中,Q表示流量,A表示喷嘴的截面积,V表示气流的速度。

喷嘴的截面积可以通过测量喷嘴口的直径来计算。

假设喷嘴是一个圆形口,其直径为d,那么喷嘴的截面积A可以通过以下公式计算:A = π × (d/2)^2其中,π是一个常数,约等于3.14159。

气流的速度V可以通过测量喷嘴出口处的压力差来计算。

假设喷嘴入口处的压力为P1,出口处的压力为P2,那么气流的速度V可以通过以下公式计算:V = √((2 × (P1 - P2)) / ρ)其中,ρ表示空气的密度,可以根据环境条件和气体性质进行测量或查阅相应的资料得到。

通过以上公式,我们可以计算出压缩空气喷嘴的流量。

需要注意的是,这个公式是一个理论模型,实际应用中还需要考虑一些实际因素,如摩擦损失、气体湍流等。

压缩空气喷嘴的设计和使用还需要考虑一些其他因素。

例如,喷嘴的材料选择应具有耐磨、耐腐蚀等特性;喷嘴的形状和角度也会影响气流的速度和方向;喷嘴与其他设备的连接方式也需要考虑,以确保气流传递的效果。

总结一下,压缩空气喷嘴的流量计算公式为Q = A × V,其中A表示喷嘴的截面积,V表示气流的速度。

通过测量喷嘴口的直径和喷嘴出口处的压力差,可以计算出流量。

但在实际应用中,还需要考虑其他因素,如摩擦损失、气体湍流等。

因此,在设计和使用压缩空气喷嘴时,需要综合考虑各种因素,以确保其工作效果和性能。

希望本文对压缩空气喷嘴流量计算公式的理解和应用有所帮助。

通过合理使用这一公式,可以更好地设计和使用压缩空气喷嘴,提高工作效率和生产质量。

标准喷嘴 流量计算公式

标准喷嘴 流量计算公式

标准喷嘴流量计算公式标准喷嘴流量计算公式。

喷嘴是一种常用的流量调节装置,广泛应用于工业生产和实验室研究中。

在设计和选择喷嘴时,流量计算是非常重要的一步。

本文将介绍标准喷嘴的流量计算公式,帮助读者更好地理解和应用喷嘴。

首先,我们需要了解一些基本概念。

喷嘴的流量通常用流量系数Cv来表示,它是在标准条件下,通过喷嘴的流量与压差之间的比值。

通常情况下,我们可以通过实验或查阅资料获得喷嘴的Cv值。

另外,喷嘴的流量还受到压力、温度等因素的影响,因此在计算流量时需要考虑这些因素。

接下来,我们来看一下标准喷嘴的流量计算公式。

标准喷嘴的流量计算公式如下:Q = Cv ΔP G。

其中,Q表示流量,单位通常为立方米/小时;Cv为流量系数;ΔP表示压差,单位通常为帕斯卡;G表示介质的比重,即介质的密度与水的密度之比。

根据这个公式,我们可以通过已知的Cv值和压差,计算出喷嘴的流量。

需要注意的是,这里的压差ΔP是指喷嘴两侧的压差,而不是单侧的压力。

另外,介质的比重G也需要根据实际情况进行调整,通常情况下可取1。

除了上述的标准喷嘴流量计算公式外,我们还可以通过其他方法来计算流量。

例如,对于气体流量,我们可以使用理想气体状态方程来计算流量;对于液体流量,我们可以使用质量守恒方程来计算流量。

这些方法在特定情况下可能更为准确或方便,读者可以根据实际情况选择合适的方法。

总之,标准喷嘴的流量计算是一个重要且复杂的问题,需要考虑多种因素。

通过本文介绍的流量计算公式,读者可以更好地理解和应用喷嘴,为工程设计和实验研究提供帮助。

希望本文对读者有所帮助,谢谢阅读!。

实心锥喷嘴结构及计算

实心锥喷嘴结构及计算

实心锥喷嘴结构及计算
摘要:
一、实心锥喷嘴简介
二、实心锥喷嘴结构
三、实心锥喷嘴计算
四、实心锥喷嘴应用领域
正文:
实心锥喷嘴是一种常见的喷嘴类型,广泛应用于涂装、冷却、清洗和漂洗等领域。

本文将介绍实心锥喷嘴的结构和计算方法,以及其应用领域。

一、实心锥喷嘴简介
实心锥喷嘴是一种喷嘴,其特点是能产生实心锥形喷雾形状,喷流角度为30-120度,喷射区域成圆形。

这种均匀的喷雾分布来源于独特的叶片设计、大而畅通的流道和先进的喷流控制特性。

二、实心锥喷嘴结构
实心锥喷嘴通常由不锈钢、黄铜、碳化硅、塑胶等材料制成。

其结构包括喷嘴主体、喷嘴芯、喷嘴壳等部分。

喷嘴主体是喷嘴的核心部分,决定了喷嘴的喷雾形状和喷流角度;喷嘴芯是控制喷嘴喷雾大小和喷雾分布的关键部件;喷嘴壳则是保护喷嘴主体和芯的部分,同时也可以起到固定喷嘴的作用。

三、实心锥喷嘴计算
实心锥喷嘴的计算主要包括喷嘴的流量计算、压力计算和喷雾分布计算。

喷嘴的流量计算是根据喷嘴的尺寸和喷雾角度来计算喷嘴的流量;压力计算则
是根据喷嘴的流量和喷雾角度来计算喷嘴所需的压力;喷雾分布计算则是根据喷嘴的尺寸和喷雾角度来计算喷嘴的喷雾分布。

四、实心锥喷嘴应用领域
实心锥喷嘴广泛应用于涂装、冷却、清洗和漂洗等领域。

在涂装领域,实心锥喷嘴可以用于喷涂油漆、涂料等;在冷却领域,实心锥喷嘴可以用于冷却热交换器、发动机等;在清洗和漂洗领域,实心锥喷嘴可以用于清洗物体表面、漂洗农作物等。

综上所述,实心锥喷嘴具有独特的喷雾形状和广泛的应用领域,其结构和计算方法也较为复杂。

喷嘴压力等计算公式

喷嘴压力等计算公式

喷嘴压力等计算公式喷嘴压力等计算公式是基于流体动力学原理的数学公式。

喷嘴是一种通过流体压力将液体或气体以高速喷射出来的装置,用于各种工业和实验室应用。

压力是喷嘴性能的一个关键参数,它决定了喷嘴的喷射速度和喷射距离。

以下是一些常用的喷嘴压力等计算公式:1.理想喷嘴的喷射速度公式:v = sqrt(2 * P / ρ)其中,v代表喷射速度,P代表喷嘴出口的压力,ρ代表流体的密度。

2.理想喷嘴的喷射高度公式:h=(v^2)/(2*g)其中,h代表喷射高度,v代表喷射速度,g代表重力加速度。

3.喷雾角的计算公式:α = arctan(d / L)其中,α代表喷雾角,d代表喷嘴出口直径,L代表观察距离。

4.喷嘴流量的计算公式:Q=A*v其中,Q代表喷嘴的流量,A代表喷嘴出口的横截面积,v代表喷射速度。

5.射程的计算公式:R = (v^2 * sin(2 * θ)) / g其中,R代表射程,v代表喷射速度,θ代表抛射角,g代表重力加速度。

需要注意的是,这些公式都是基于理想情况下的计算,实际喷嘴的性能可能会受到多种因素的影响,如摩擦、流体涡流和空气阻力等。

因此,在实际应用中,还需要考虑这些因素对喷嘴性能的影响,并进行相应的修正。

此外,还有一些特殊喷嘴的计算公式,如喷粉喷嘴、雾化喷嘴和喷雾喷嘴等。

这些喷嘴通常涉及到流体的粘性、表面张力和静电等特性,计算方法会更加复杂一些。

总结起来,喷嘴压力等计算公式是基于流体动力学原理的数学公式,用于计算喷嘴的性能参数。

这些公式可以帮助工程师在设计和调整喷嘴时,估计其性能和效果。

然而,在实际应用中,还需要结合具体情况进行实验验证和参数修正,以确保喷嘴的正常工作和预期效果。

喷灌水嘴水流量计算公式

喷灌水嘴水流量计算公式

喷灌水嘴水流量计算公式引言。

喷灌系统是一种灌溉农作物的有效方式,它可以节约水资源并提高作物产量。

而喷灌水嘴是喷灌系统中的重要组成部分,它的水流量决定了灌溉效果。

因此,了解喷灌水嘴水流量计算公式对于灌溉工作者来说非常重要。

本文将介绍喷灌水嘴水流量计算公式及其应用。

喷灌水嘴水流量计算公式。

喷灌水嘴的水流量通常通过以下公式计算:Q = A × V。

其中,Q代表水流量,A代表喷嘴的喷洒面积,V代表水流速度。

喷嘴的喷洒面积A可以通过以下公式计算:A = π× r²。

其中,r代表喷嘴的半径。

水流速度V可以通过以下公式计算:V = √(2gh)。

其中,g代表重力加速度,h代表水头高度。

应用实例。

以一个具体的实例来说明喷灌水嘴水流量计算公式的应用。

假设一个喷嘴的半径为0.1米,水头高度为10米,重力加速度为9.8米/秒²。

我们可以先计算喷嘴的喷洒面积A:A = π× (0.1)²。

≈ 0.0314平方米。

然后计算水流速度V:V = √(2 × 9.8 × 10)。

≈ 14米/秒。

最后计算水流量Q:Q = 0.0314 × 14。

≈ 0.4396立方米/秒。

这样,我们就得到了该喷嘴的水流量,为0.4396立方米/秒。

注意事项。

在使用喷灌水嘴水流量计算公式时,需要注意以下几点:1. 喷嘴的喷洒面积A通常是根据喷嘴的形状来计算的,常见的喷嘴形状有圆形、扇形等,需要根据实际情况选择合适的计算公式。

2. 水头高度h是指水从喷嘴射出后的垂直高度,需要根据实际情况测量。

3. 喷嘴的水流速度V通常是根据水头高度和重力加速度来计算的,需要保证这两个参数的准确性。

结论。

喷灌水嘴水流量计算公式是灌溉工作者必须掌握的基本知识。

通过对喷嘴的喷洒面积、水流速度和水流量的计算,可以更好地设计和调整喷灌系统,提高灌溉效果,节约水资源。

因此,掌握喷灌水嘴水流量计算公式对于灌溉工作者来说非常重要。

涡流喷嘴有效直径计算公式

涡流喷嘴有效直径计算公式

涡流喷嘴有效直径计算公式引言。

涡流喷嘴是一种常用的喷嘴类型,它通过涡流原理将液体或气体喷射成涡流状,具有较高的喷射效率和均匀性。

在设计和应用涡流喷嘴时,确定其有效直径是非常重要的,因为有效直径直接影响着喷嘴的喷射性能。

本文将介绍涡流喷嘴有效直径的计算公式及其应用。

涡流喷嘴有效直径计算公式。

涡流喷嘴的有效直径通常是指其内部喷孔的直径,它是影响涡流形成和喷射效果的重要因素。

涡流喷嘴的有效直径可以通过以下公式进行计算:De = 2 (Q / (π V)) ^ 0.5。

其中,De为涡流喷嘴的有效直径,单位为米(m);Q为涡流喷嘴的流量,单位为立方米每秒(m^3/s);V为涡流喷嘴的喷射速度,单位为米每秒(m/s)。

根据上述公式,我们可以通过已知的流量和喷射速度计算出涡流喷嘴的有效直径。

这个公式的推导过程较为复杂,主要涉及到流体动力学和喷射理论,因此在实际应用中,通常会使用计算软件或者实验测量来确定涡流喷嘴的有效直径。

涡流喷嘴有效直径的应用。

涡流喷嘴的有效直径对其喷射性能有着重要的影响。

在实际应用中,我们可以通过合理选择涡流喷嘴的有效直径来实现不同的喷射效果。

1. 喷射均匀性。

涡流喷嘴的有效直径会影响其喷射均匀性。

一般来说,较大的喷孔直径会导致喷射的涡流面积增大,从而提高涡流的均匀性;而较小的喷孔直径则会导致喷射的涡流面积减小,喷射的涡流更加集中。

因此,在需要较高均匀性的喷射场合,可以选择较大的有效直径;而在需要集中喷射的场合,可以选择较小的有效直径。

2. 喷射效率。

涡流喷嘴的有效直径也会影响其喷射效率。

一般来说,较大的喷孔直径会导致喷射的涡流面积增大,从而提高涡流的喷射效率;而较小的喷孔直径则会导致喷射的涡流面积减小,喷射的涡流效率降低。

因此,在需要提高喷射效率的场合,可以选择较大的有效直径;而在需要降低喷射效率的场合,可以选择较小的有效直径。

3. 喷射距离。

涡流喷嘴的有效直径还会影响其喷射距离。

一般来说,较大的喷孔直径会导致喷射的涡流面积增大,从而提高涡流的喷射距离;而较小的喷孔直径则会导致喷射的涡流面积减小,喷射的涡流距离减小。

喷嘴计算公式范文

喷嘴计算公式范文

喷嘴计算公式范文
一般来说,喷嘴计算公式涉及以下几个主要参数:
1.喷嘴流量:喷嘴流量是指单位时间内通过喷嘴的流体量,通常以体积或质量来衡量。

该参数是设计喷嘴时首先需要计算的重要参数。

2.喷嘴压力降:喷嘴压力降是指喷嘴输入端与输出端之间的压力差。

通过计算喷嘴的压力降,可以帮助工程师选择适当的泵或压缩机来满足所需的流量要求。

下面是一些常用的喷嘴计算公式:
1.喷嘴流量计算公式:
- 理想气体流量公式:Q = Cd * A * sqrt(2 * ΔP / ρ)
其中,Q是流量,Cd是喷嘴的流量系数,A是喷嘴出口的面积,ΔP 是喷嘴的压差,ρ是气体密度。

- 流质物流量公式:Q = Cd * A * sqrt(2 * ΔP / ρ + ρv^2)
其中,v是流体的速度。

- 液体流量公式:Q = Cd * A * sqrt(2 * g * h)
其中,g是重力加速度,h是液体的高度。

2.喷嘴压力降计算公式:
-压力损失计算公式:ΔP=(f*L*ρ*v^2)/(2*D)
其中,f是摩擦因子,L是流体通过的管道长度,D是管道的直径,ρ是流体密度,v是流体的速度。

这些公式是通用的喷嘴计算公式,但具体的设计和计算方法可能因应用领域和具体情况而有所不同。

因此,在实际应用中,还需要结合实际工程要求和设计规范来选择合适的公式。

综上所述,喷嘴计算公式对于工程设计和流体控制至关重要,通过正确应用这些公式,工程师可以更好地设计和选择喷嘴,以满足各种工程需求。

喷嘴设计及计算

喷嘴设计及计算

第一章喷头改进设计的必要性喷雾喷头是通过一定方法,将液体分离细小雾滴的装置,目前在使用的一般是采用减小喷口直径,这些喷头雾化效率低,水量小,第二章喷嘴设计及计算喷嘴是喷头的重要部件,也是直接影响喷灌质量和喷头水力性能的一个部件。

它不但要最大限度地把水流压能变成动能,而且要保持稳流器整理过的水流仍具有较低的紊流程度。

喷嘴的结构形式一般有下列三种:1.圆锥形喷嘴圆锥形喷嘴由于其结构简单,加工方便而被大量应用于喷头,其结构如图。

圆锥形喷嘴的主要结构参数是:喷嘴直径D c,喷嘴圆柱段长度l,喷嘴腔锥角。

有的喷头为了提高雾化程度或增加喷头近处的水量,而在喷嘴出口处增加一粉碎螺钉,其结构见图。

由于射流撞击在螺钉上,增加了碰撞阻力以致影响了喷头的射程及喷洒均匀度,所以现在除了个别喷头外已很少采用加粉碎螺钉的结构。

2.流线形喷嘴为了使水流平顺,有的喷头设计成流线形,以减少水流冲击损失。

流线形喷嘴结构如图所示。

联维多新斯基为流线形喷嘴的设计提供了计算公式:实验表明,水流不很平顺的喷头采用流线形喷嘴,喷头射程能增加8~12%。

但水流很平顺的喷头采用流线形喷嘴,喷头的射程增加很微小。

由此可见,流线形喷嘴能使水流平稳从而提高喷头射程。

3。

流线圆锥形喷嘴流线圆锥形喷嘴是上述两种形式之结合,图12就是这种形式的喷嘴。

从图可以看出来,水流自喷管先经过喷嘴的流线形段,继而经过圆锥形段。

从加工来说,凸流线形喷嘴易于加工。

由于圆锥形喷嘴有结构简单,加工方便等优点,所以目前喷头大多采用圆锥形喷头。

第二节 喷嘴直径的确定喷嘴直径是一个重要的数值,它直接影响到喷灌质量,如喷灌强度,均匀度和雾化程度。

它又和喷头的结构和水力性能有极为密切的关系,诸如喷灌直径Dcm ,喷头流量,射程和工作压力等。

由于喷头喷出的射流是高压高速水流的孔口出流,所以可应用水力学的圆形孔口出流公式计算。

即:Q=02024gH D πμ式中:0H =2φH其中, Q —喷嘴流量μ --流量系数0D -射流收缩断面的直径0H -射流收缩断面的压力φ- 流速系数H-喷头工作压力知道了射流收缩断面的直径可由奥克勒所推荐的计算式计算喷嘴直径: D )2sin16.01(10θ-=C D D式中1θ-喷嘴腔渐缩角但是,喷嘴直径还对喷头射程 雨滴粒径有显著的影响。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第一章喷头改进设计的必要性喷雾喷头是通过一定方法,将液体分离细小雾滴的装置,目前在使用的一般是采用减小喷口直径,这些喷头雾化效率低,水量小,第二章喷嘴设计及计算喷嘴是喷头的重要部件,也是直接影响喷灌质量和喷头水力性能的一个部件。

它不但要最大限度地把水流压能变成动能,而且要保持稳流器整理过的水流仍具有较低的紊流程度。

喷嘴的结构形式一般有下列三种:1.圆锥形喷嘴圆锥形喷嘴由于其结构简单,加工方便而被大量应用于喷头,其结构如图。

圆锥形喷嘴的主要结构参数是:喷嘴直径D c,喷嘴圆柱段长度l,喷嘴内腔锥角。

有的喷头为了提高雾化程度或增加喷头近处的水量,而在喷嘴出口处增加一粉碎螺钉,其结构见图。

由于射流撞击在螺钉上,增加了碰撞阻力以致影响了喷头的射程及喷洒均匀度,所以现在除了个别喷头外已很少采用加粉碎螺钉的结构。

2.流线形喷嘴为了使水流平顺,有的喷头设计成流线形,以减少水流冲击损失。

流线形喷嘴结构如图所示。

苏联维多新斯基为流线形喷嘴的设计提供了计算公式:实验表明,水流不很平顺的喷头采用流线形喷嘴,喷头射程能增加8~12%。

但水流很平顺的喷头采用流线形喷嘴,喷头的射程增加很微小。

由此可见,流线形喷嘴能使水流平稳从而提高喷头射程。

3。

流线圆锥形喷嘴流线圆锥形喷嘴是上述两种形式之结合,图12就是这种形式的喷嘴。

从图可以看出来,水流自喷管先经过喷嘴的流线形段,继而经过圆锥形段。

从加工来说,凸流线形喷嘴易于加工。

由于圆锥形喷嘴有结构简单,加工方便等优点,所以目前喷头大多采用圆锥形喷头。

第二节 喷嘴直径的确定喷嘴直径是一个重要的数值,它直接影响到喷灌质量,如喷灌强度,均匀度和雾化程度。

它又和喷头的结构和水力性能有极为密切的关系,诸如喷灌直径Dcm ,喷头流量,射程和工作压力等。

由于喷头喷出的射流是高压高速水流的孔口出流,所以可应用水力学的圆形孔口出流公式计算。

即: Q=2024gH D 式中: 0H =2 H其中, Q—喷嘴流量 --流量系数0D -射流收缩断面的直径0H -射流收缩断面的压力-流速系数H-喷头工作压力知道了射流收缩断面的直径可由奥克勒所推荐的计算式计算喷嘴直径:D)2sin16.01(1 0CDD式中1-喷嘴内腔渐缩角但是,喷嘴直径还对喷头射程雨滴粒径有显著的影响。

这是因为,喷头的工作压力与喷头直径的比值(H/Dc)对于射程和雨滴粒径具有显著的影响。

所以,喷嘴直径的确定不仅要考虑到流量,而且还更应该考虑到影响射程和雨滴直径的H/Dc值。

H/Dc值对喷头射程具有较高度而显著的影响,我们为了综合考察喷头仰角,喷头,找出对射程影响最显著的因素,并评定各因子的合适数值范围,试验结果经显著性检验,得到喷头的工作压力与喷嘴直径的比值H/Dc对喷头设计列表如下:从图中可以看出,当喷嘴直径一定时,射程会随着压力的增大而增大,开始增长的很快,而后即行缓慢,达到某一极限,不管压力多大,射程增长很微,甚至不增加。

同时,从式中可知,喷嘴直径是可以反映喷嘴流量的,并且在工作压力一定时,对于相同直径的喷嘴,其流量也是相同的。

而且由于射流功率N=rQH,所以在一定功率的条件下,只有在喷嘴压力和喷嘴直径有正确的比例,才能获得最远射程。

喷头工作压力和喷嘴直径的比值H/Dc,在一定程度上反映了喷嘴的雾化程度,即喷沙。

对于喷嘴,随着H/Dc的值的增加,水滴直径将减少;对于不同的喷嘴,在相同的H/Dc,随着喷嘴直径的增大水滴随着喷嘴直径的增大水滴直径将减少,因为雷诺数增大。

所以,对于喷嘴口径不同的喷头,不能规定统一的适宜雾化指标。

对于小口径喷嘴的喷头,其适宜的H/Dc值要比大的大口径的喷头大。

所以,有的国家对各种尺寸的喷嘴规定在最佳工作压力范围,认为在这样的压力下所产生水滴是无害的。

综上所述,由于喷嘴直径的大小影响到喷头的喷洒量,功率消耗,射程和射流密致段较长,从而使喷头获得最大射程。

由于喷嘴近似圆锥形收缩管,所以锥角收缩管水力摩阻试验得到验证,即由于其有较小的摩阻系数,因而使得喷嘴前压力较大而使喷头射程较远。

由于喷头是有压孔口出流,其出流量与喷嘴有密切的关系,计算式,喷嘴内锥角与流量系数也有一定关系。

这一具有相当精度的关系可以用来计算喷头喷嘴之流量系数 。

二 喷嘴内表面的光洁度由于通过喷嘴的水流为高速水流,其速度一般都在20米/秒以上,所以喷嘴内表面的光洁度也是至关重要的。

因为对于管嘴的孔口出流来说,流道粗糙将会破坏水流表面,增大水力损失,并破环喷嘴射流的密致段,从而影响射程,出流量和雾化程度等。

我国的喷头一般都规定喷嘴的光洁度为不低于5 喷嘴光洁度对流量系数的影响。

由以上应选取45度内锥角,流量系数为0。

86。

光洁度(表面光洁度)应为5 。

考虑影响射程和水滴直径H/Dc 值,H/Dc 对喷头有高度影响,比值H/Dc 在一定程度上反映雾化程度,即喷洒雨滴的直径,所以大家把它称为雾化指标。

当H/Dc=3000时有最远射程。

喷头工作压力和喷头直径的比值H/Dc 是随其增加,水滴直径将减小,对于不同的喷嘴,,在相同的H/Dc 下,随着喷嘴直径的增加而水滴直径将减小。

提供各种雾化效果最佳选择:压力值一般为0.2-0.7Mpa 左右而当管口直径为2~3毫米时,H/Dc 值选3000,压力值选0.7Mpa 左右,喷嘴仰角在40度到45度左右,光洁度在5 。

四 改变喷头喷洒轨迹的力学途径很多喷头采用的是喷洒轨迹为弧形的喷洒喷头,很浪费水源,面对多种喷洒的要求,本研究采用弧形轨迹改为方形轨迹为研究对象,依据流体力学原理,提出改变喷头喷洒轨迹的力学方法及途径。

1 水头对流速的影响改变水头的途径一般有两种:一是利用水塔提升水头;二是采用机械加压,如无水塔自动上水器等。

其基本原理是,前者的压强变化是由高度差引起的,后者是采取机械加压的方法实现压强和速度的变化,两者总的力学效果是相同的。

用这两种方法获得的压强差必将对不同的高度上的流速产生一定的作用,但并非全部,因为一般的流速值还与输送管道的面积有关。

本文根据连续性原理和波努利方程讨论不同情况下的流速变化。

1.1 垂直影响如图 所示,所取的面积为等效截面积,若选取不同的高度和不同的断面积的同一流线上两点, 图 为上下截面积相同的情况,取流线上两点A ,B 。

由于水流稳恒,流速,面积均相同,压强满足)(21H H g p P A B 式中,A P ,B P 为所选截面的压强, 为水的密度,,H2为两截面的高度。

式中表明,截面积相同时,压强变化与静止流体相同。

图1B 为上部截面积大于下部截面积。

图为截面积小于下部的情况。

两种情况应满足以下关系:式中所有的V ,S ,P ,H 分别表示各截面的流速,截面积,压强和高度, 为水的密度。

换言之,当输水管道上下截面相同时,上下部的流速相同,压强只取决于高度差;当上下截面积不同时,在水塔供水的过程中存在两种情况,一是在用水高峰时,下部各分管道面积总和一般均大于上部,导致上下部水流流速降低,水压不足;二是在用水低潮时,下部各分管道面积总和小于上部,导致上下部水流流速增高,水压充足。

1.2 水平影响如图 所示,取同一高度,不同截面积的同一流线上的两点,图 为截面积相同的情况下,其压强,面积,流速满足以下公式:2喷头喷洒轨迹的变化特征由于空气阻力受地域环境影响因子较多,在研究一般的运行轨迹,可忽略空气阻力的影响。

由力学原理可知,流体的运动只受到重力的作用,形成了抛物线轨迹。

假设喷头处的水速为V,出射角为,以流体喷出的瞬间开始计时,时间为t,则射程x与喷洒高度y应有下列关系:图2给出了v=10m/s的轨迹图。

图中各线代表与水平夹角为15度,30度,45度,60度,75度的对应抛洒距离和高度。

由图2可知,在一定的流速情况下,抛洒轨迹具有两个明显的过程:一是抛洒轨迹与倾角有关,若在喷头高度上,出射角等于45度时射程最远;二是抛洒轨迹与喷头高度密切相关,当喷头高度增加时,小角度的喷洒距离和能力增大,因此,实际的喷灌设备应具有调节高度的能力。

3改变喷头喷洒轨迹的力学途径从以上分析可以看出,影响喷洒轨迹的因数主要有三个,即水压,管道截面积,出射角。

现以旋转式喷头为例,探讨实现方形喷洒轨迹的力学途径。

一般的旋转式喷头的喷洒轨迹为圆弧形,要改变其轨迹,必须通过调节水压,管道截面积,出射角才能实现方形喷洒轨迹。

但是调节水压的方法在喷头的设计上不很实用,因为它将带给设备很大的体积和费用。

所以只能采取后两项来调节来完成,若考虑实际喷头的总体设计要求,可以通过改变管道头的截面积实现圆弧轨迹向方形轨迹的变化,通过出射角的变化完成所有面积的喷洒。

图3为圆弧轨迹变为方形轨迹的原理图。

其中的圆形轨迹表示表示一个旋转式的喷头的一般轨迹,方形代表改变后的轨迹。

在图3中选取AEB圆弧作为样本,研究使其成为AGFB的直线形式的方法。

图3中OG代表任一个时刻的喷洒距离,OG的长度是随时间变化的,即要求其起点为O,而终点G始终在AB直线上运行,即其长度随着旋转角度的变化规律为L1=式中,L1为长度;为旋转角;R为旋转半径(最大喷洒距离)。

要完成以上的变化规律,就意味着喷头的出射速度变化也将呈现的变化规律为式中,V为旋转角为时的速度;V为最大喷射速率。

根据公式(2)和(3)可知,通过改变管道的截面积;S为旋转角为时的截面积。

在图4中,虚线部分表示管道出水的截面积,OX线的断点X将在竖直方向匀速运动,这种匀速运动是在旋转龙头的旋转带动下经过连杆而获得的,这里相当于加装了一个遮挡片,在技术上很容易实现。

因此,本文不再讨论连杆装置,而研究在这种匀速状态下的面积变化规律。

由于圆形面积的大小与张角成正比,则图4中的截面积变化完全取决于角度的变化规律,再加之X点的匀速运动,最终使得管道出水的截面积变化规律与所要求的(6)式吻和。

4全方位灌溉的轨迹实现在实施灌溉工程时,前面指出了轨迹由弧形向方形的改变,但未能给出对绿化地的整体扫描路径。

下面将研究实现各个区域整体抛洒的方法。

由于喷头的结构和组成要考虑其系统性,前面通过改变管道截面积达到了轨迹由弧线向方形的变化,这里以变化喷头的仰角来完成对所有区域的扫描。

图5是笔者在不考虑喷头设置高度的情况下,依照上面讨论的抛洒轨迹的变化特征,获得的不同仰角下的扫描轨迹。

图的几何中心为喷头的位置,可以看出,仰角越小,其扫描路径较密,这也是射程远的区域,在距离喷头近的区域,其扫描路径稀疏,如果喷头喷洒过程对流体的散失有影响,这样的扫描结果也符合实际要求,因为在短距离的区域所获得的散失流体较多,抵消了扫描路径稀疏的负面影响。

因此,采用匀速改变仰角的方法,一方面可以实现整个区域灌溉要求,另一方面又便于喷头装置的整体设计。

5结论与讨论1)改变喷头的喷洒轨迹的途径有三种,即改变水压,管道面积,和喷头出射角(仰角)。

相关文档
最新文档