【摘要】：機(jī)械流體動(dòng)力超聲霧化噴頭與普通的兩相流噴頭相比,霧滴粒徑更為細(xì)小,與傳統(tǒng)的壓電式低頻超聲霧化噴頭相比霧化量較大,并且霧滴的空間分布較廣�，F(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求也在提高,現(xiàn)有的霧化量較小的噴頭逐漸地不能滿足生產(chǎn)需求。為了在保證霧化出的霧滴具有較高的質(zhì)量的情況下,噴頭還具備較大的霧化量和較廣的噴霧范圍以滿足大規(guī)模霧化栽培的生產(chǎn)需求,本課題根據(jù)Hartmann諧振腔的基本理論以及超音速氣體霧化噴嘴的工作機(jī)理,設(shè)計(jì)并制造出一種不僅能夠霧化出具有較高質(zhì)量的霧滴,還具備較大的噴霧量以及較廣噴霧范圍的帶有L型雙級(jí)共振管的低頻超聲霧化噴頭,其由拉瓦爾管和L型雙級(jí)諧振腔組成。進(jìn)一步利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)瞬態(tài)數(shù)值模擬的方法,參數(shù)化地研究了諧振腔長度和兩級(jí)諧振腔中心軸線的夾角與諧振腔的諧振性能之間的關(guān)系,通過所得到的結(jié)論來確定部分關(guān)鍵參數(shù)從而指導(dǎo)設(shè)計(jì)噴頭。利用控制變量的思想,在其他條件參數(shù)相同時(shí),當(dāng)兩級(jí)諧振腔的長度為其管徑的兩倍時(shí),諧振腔內(nèi)的氣體波動(dòng)較為穩(wěn)定、諧振頻率較高、諧振性能較好,此種條件下壓力波動(dòng)的幅值也較大,對(duì)輸入能量的利用情況最好,能量的利用率比較高。數(shù)值模擬仿真結(jié)果還表明,當(dāng)兩級(jí)諧振腔中心軸線夾角為80°時(shí),兩級(jí)諧振腔的諧振情況較為一致,共振頻率相對(duì)較高,壓力波動(dòng)的振幅比較較大,諧振性能較好。通過數(shù)值模擬仿真所得到的結(jié)論,所設(shè)計(jì)并制造出的L型雙級(jí)諧振腔的長度選為管徑的兩倍;為了降低流動(dòng)損失,提高能量的轉(zhuǎn)換效率,設(shè)置諧振腔的管徑與拉瓦爾管出口直徑相等。在此基礎(chǔ)上,對(duì)較難確定的最優(yōu)兩級(jí)諧振腔中心軸線夾角的值,則進(jìn)一步通過制造噴頭以及L型雙級(jí)諧振腔樣機(jī)組來確定。試驗(yàn)結(jié)果表明:(1)噴頭的結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵尺寸會(huì)導(dǎo)致供氣系統(tǒng)對(duì)供液系統(tǒng)有較大的影響,具體表現(xiàn)為系統(tǒng)供氣壓力的增加會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)供液壓力的增加以及供液流量的減少;(2)在一定的供氣壓力下,帶有兩級(jí)諧振腔中心軸線夾角不同的諧振腔的噴頭所霧化出的霧滴粒徑隨夾角的增大呈現(xiàn)先急劇降低,然后逐漸保持平穩(wěn)的趨勢(shì),此時(shí)霧滴粒徑減小的速度減緩,而在夾角為80°時(shí),霧滴粒徑值可達(dá)到12.7μm(供液溫度10℃)和11.4μm(供液溫度40℃),此時(shí)的霧化量約為1.7L/h,繼續(xù)增大夾角到90°時(shí),霧滴粒徑整體有所增大;(3)供氣壓力為0.3MPa、0.4MPa和0.5MPa時(shí),L型雙級(jí)諧振腔式低頻超聲霧化噴頭的霧化角均大于帶可旋渦流葉輪的階梯腔式噴嘴,在0.5MPa時(shí)霧化角差值為10.21°;(4)在各個(gè)供氣壓力下,L型雙級(jí)諧振腔式低頻超聲霧化噴頭整體的噴霧距離遠(yuǎn)大于帶可旋渦流葉輪的階梯腔式噴嘴,噴霧距離的比值約為5:1~6:1之間。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S491

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2627580