喷嘴设计及计算

第一章喷头改良设计的须要性

喷雾喷头是经由过程必定办法,将液体分别渺小雾滴的装配,今朝在运用的一般是采取减小喷口直径,这些喷头雾化效力低,水量小,

第二章喷嘴设计及盘算

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机能的一个部件.它不单要最大限度地把水流压能变成动能,并且要保持稳流器整顿过的水流仍具有较低的紊流程度.

喷嘴的构造情势一般有下列三种：

1．圆锥形喷嘴

圆锥形喷嘴因为其构造简略,加工便利而被大量运用于喷头,其构造如图.圆锥形喷嘴的重要构造参数是：喷嘴直径 D c,喷嘴圆柱段长度l,喷嘴内腔锥角 .

有的喷头为了进步雾化程度或增长喷头近处的水量,而在喷嘴出口处增长一破裂摧毁螺钉,其构造见图 .因为射流撞击在螺钉上,增长了碰撞阻力乃至影响了喷头的射程及喷洒平均度,所以如今除了个体喷头外已很少采取加破裂摧毁螺钉的构造.

2．流线形喷嘴

为了使水流平顺,有的喷头设计成流线形,以削减水流冲击

损掉.流线形喷嘴构造如图所示.

苏联维多新斯基为流线形喷嘴的设计供给了盘算公式：

实验标明,水流不很平顺的喷头采取流线形喷嘴,喷头射程能增长8~12%.但水流很平顺的喷头采取流线形喷嘴,喷头的射程增长很渺小.由此可见,流线形喷嘴能使水流安稳从而进步喷头射程.

3.流线圆锥形喷嘴

流线圆锥形喷嘴是上述两种情势之联合,图12就是这种情势的喷嘴.从图可以看出来,水流自喷管先经由喷嘴的流线形段,继而经由圆锥形段.从加工来说,凸流线形喷嘴易于加工.因为圆锥形喷嘴有构造简略,加工便利等长处,所以今朝喷头大多采取圆锥形喷头.

第二节 喷嘴直径的肯定

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,平均度和雾化程度.它又和喷头的构造和水力机能有极为亲密的关系,诸如喷灌直径Dcm,喷头流量,射程和工作压力等. 因为喷头喷出的射流是高压高速水流的孔口出流,所以可运用水力学的圆形孔口出流公式盘算.即： Q=02024gH D πμ

式中：

0H =2φH 个中, Q —喷嘴流量

μ--流量系数

0D -射流紧缩断面的直径

0H -射流紧缩断面的压力

φ-流速系数

H-喷头工作压力

知道了射流紧缩断面的直径可由奥克勒所推举的盘算式盘算喷嘴直径： D )2sin 16.01(10θ

-=C D D 式中1θ-喷嘴内腔渐缩角

但是,喷嘴直径还对喷头射程 雨滴粒径有明显的影响.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明显的影响.所以,喷嘴直径的肯定不但要斟酌到流量,并且还更应当斟酌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明显的影响,我们为了分解考核喷头仰角,喷头,找出对射程影响最明显的身分,并评定各因子的合适数值规模,实验成果经明显性磨练,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,当喷嘴直径一准时,射程会跟着压力的增大而增

大,开端增长的很快,尔后即行迟缓,达到某一极限,不管压力多大,射程增长很微,甚至不增长.同时,从式中可知,喷嘴直径是可以反应喷嘴流量的,并且在工作压力一准时,对于雷同直径的喷嘴,其流量也是雷同的.并且因为射流功率N=rQH,所以在必定功率的前提下,只有在喷嘴压力和喷嘴直径有准确的比例,才干获得最远射程.

喷头工作压力和喷嘴直径的比值H/Dc,在必定程度上反应了喷嘴的雾化程度,即喷沙 .对于喷嘴,跟着H/Dc的值的增长,水滴直径将削减;对于不合的喷嘴,在雷同的H/Dc,跟着喷嘴直径的增大水滴跟着喷嘴直径的增大水滴直径将削减,因为雷诺数增大.

所以,对于喷嘴口径不合的喷头,不克不及划定同一的合适雾化指标.对于小口径喷嘴的喷头,其合适的H/Dc值要比大的大口径的喷头大 .所以,有的国度对各类尺寸的喷嘴划定在最佳工作压力规模,以为在如许的压力下所产生水滴是无害的.

综上所述,因为喷嘴直径的大小影响到喷头的喷洒量,功率消费,射程和水底大小,,所以喷嘴止直径的肯定,应以式

喷头内腔锥角又称渐缩角,实验标明,最合适的喷嘴内锥角,喷嘴冲出的射流密致段较长,从而使喷头获得最大射程.因为喷嘴近似圆锥形紧缩管,所以锥角紧缩管水力摩阻实验得到验证,即因为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.

因为喷头是有压孔口出流,其出流量与喷嘴有亲密的关系,盘

算式,喷嘴内锥角与流量系数也有必定关系.这一具有相当精度的关系可以用来盘算喷头喷嘴之流量系数μ.

二喷嘴内概况的光洁度

因为经由过程喷嘴的水流为高速水流,其速度一般都在20米/秒以上,所以喷嘴内概况的光洁度也是至关重要的.因为对于管嘴的孔口出流来说,流道光滑将会损坏水流概况,增大水力损掉,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.我国的喷头一般都划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.

三设计喷头最优参数选择

由以上应拔取45度内锥角,流量系数为0.86.光洁度（概况光洁度）应为5

∇.斟酌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在必定程度上反应雾化程度,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是随其增长,水滴直径将减小,对于不合的喷嘴,,在雷同的H/Dc下,跟着喷嘴直径的增长而水滴直径将减小.

供给各类雾化后果最佳选择：

而当管口直径为2~3毫米时,H/Dc值选3000,压力值选0.7Mpa阁下,喷嘴仰角在40度到45度阁下,

光洁度在5

∇.

四改变喷头喷洒轨迹的力学门路

许多喷头采取的是喷洒轨迹为弧形的喷洒喷头,很糟蹋水源,面临多种喷洒的请求,本研讨采取弧形轨迹改为方形轨迹为研讨对象,根据流体力学道理,提出改变喷头喷洒轨迹的力学办法及门路.

1 水头对流速的影响

改变水头的门路一般有两种：一是运用水塔晋升水头;二是采取机械加压,如无水塔主动上水器等.其基起源基础理是,前者的压强变更是由高度差引起的,后者是采纳机械加压的办法实现压强和速度的变更,两者总的力学后果是雷同的.用这两种办法获得的压强差势必对不合的高度上的流速产生必定的感化,但并不是全体,因为一般的流速值还与输送管道的面积有关.本文根据持续性道理和波努利方程评论辩论不合情形下的流速变更.

1.1 垂直影响

如图所示,所取的面积为等效截面积,若拔取不合的高度和不合的断面积的同一流线上两点, 图为高低截面积雷同的情形,取流线上两点A,B.因为水流稳恒,流速,面积均雷同,压强知足

式中,

P,B P为所选截面的压强, 为水的密度,,H2为两截面的

A

高度.式中标明,截面积雷同时,压强变更与静止流体雷同.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形.两种情形应知足以下关系：

式中所有的V,S,P,H分别暗示各截面的流速,截面积,压强和高度, 为水的密度.