家用低压微型雾化喷嘴的喷雾特性研究

论文摘要

家用活塞间歇式喷雾器由于其结构简单、重量轻、体积小、制造和维修容易、使用操作方便、适应性强、价格便宜等特性,广泛应用于人们的日常生活中。这类喷雾器以手动为主,难以产生高压,为获得好的雾化效果,本文从喷嘴的结构着手,提出了新型的低压螺旋旋流雾化喷嘴。通过数值模拟、正交试验法和实验研究相结合的方法研究不同结构参数的喷嘴对雾化特性的影响,并得出了具有较好雾化特性的喷嘴结构参数组合。论文的主要结构如下：第一章：介绍了家用低压雾化喷嘴的研究背景和意义,对国内外研究现状进行了综述,并给出了本课题的研究内容与技术路线。第二章：分析了喷嘴雾化的理论基础,描述了喷嘴雾化特性的评价指标,特别强调了用于本文所研究喷嘴的两个评价指标：雾化角和喷雾射程,并给出了喷嘴雾化特性的测试方法。第三章：明确了喷嘴的结构形式,并应用最大流量原理法初步确定了低压螺旋旋流喷嘴的基本结构参数范围。第四章：分析了旋流雾化喷嘴的内流场机理,并对其内流场进行了数值模拟,探讨了低压螺旋旋流喷嘴结构参数对雾化效果的影响。第五章：应用正交试验法确定了9组试验喷嘴,并对其在搭建好的家用活塞间歇式喷雾器的喷雾实验平台上进行实验研究,得出具有较好雾化特性的最优喷嘴结构参数组合。再对这几组喷嘴进行数值模拟,并将模拟结果与实测结果进行对比,结果表明,实测数据与模拟结果基本吻合,验证了数学模型的可行性与准确性,所得低压螺旋旋流喷嘴的最优结构参数组合,可以指导家用低压喷雾器喷嘴的设计与开发。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题研究内容和技术路线
• 1.3.1 课题主要研究内容
• 1.3.2 课题研究的技术路线
• 第2章 喷嘴喷雾理论基础及雾化特性的评价指标
• 2.1 喷嘴雾化的理论基础
• 2.1.1 射流破碎
• 2.1.2 液膜破碎
• 2.2 雾化特性评价
• 2.2.1 雾化特性指标描述
• 2.2.2 影响雾化特性的因素
• 2.3 喷嘴雾化特性的测试方法
• 2.3.1 喷嘴雾化角的常用测试方法
• 2.3.2 喷嘴雾化粒径及尺寸分布的常用测试方法
• 2.4 本章小结
• 第3章 喷嘴结构形式及结构参数的确定
• 3.1 喷嘴结构形式的确定
• 3.2 喷嘴结构参数的理论计算
• 3.3 基本结构参数的分析与确定
• 3.4 本章小结
• 第4章 低压旋流雾化喷嘴内流场分析及数值模拟
• 4.1 低压旋流雾化喷嘴内流场分析
• 4.1.1 内流场速度的分布
• 4.1.2 内流场压力的分布
• 4.2 低压旋流雾化喷嘴内流场的数值模拟
• 4.2.1 喷嘴内流场的数学模型
• 4.2.2 数值求解方法
• 4.3 数值模拟结果与分析
• 4.3.1 螺旋体长度L对喷嘴雾化特性的影响
• 4.3.2 螺旋槽入口截面积A对雾化特性的影响
• 4.3.3 螺旋升角β对雾化特性的影响
• 4.3.4 螺旋槽形状对雾化特性的影响
• 4.3.5 不同内锥角α对雾化特性的影响
• 4.4 本章小结
• 第5章 低压旋流喷嘴雾化特性的实验研究
• 5.1 雾化喷嘴的正交试验方案设计
• 5.2 低压雾化喷嘴实验测试系统
• 5.2.1 低压雾化喷嘴实验台
• 5.2.2 实验用喷嘴
• 5.3 实验方案与测试方法
• 5.4 实验过程
• 5.4.1 实验前的准备工作
• 5.4.2 实验步骤
• 5.4.3 实验结果
• 5.5 实验结果分析
• 5.5.1 基于正交试验的喷嘴的实验结果分析
• 5.5.2 喷嘴雾化特性的综合分析
• 5.5.3 喷嘴实验结果与数值模拟结果的对比分析
• 5.6 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果