低压喷头喷嘴优化设计及内部流场数值模拟

针对目前喷头在低压工况下喷洒均匀性较差、射程变短等问题,依据面积相同原则设计多种形状的异形喷嘴,运用ANASY软件对其内流场进行三维仿真模拟,模拟结果表明:倒U形喷嘴出口断面的速度分布高速区域所占面积最大,整个出口的速度一致性较好,有利于提高喷头射程,改善喷灌均匀性.通过测量低压喷头的性能参数,包括射程、水量分布和末端水滴直径,来验证数值模拟的准确性.试验结果表明:倒U形喷嘴的射程约为圆形喷嘴的1.110倍,稍低于数值模拟的计算结果,基本在2%左右;工作压力为300 k Pa时,喷头的末端水滴直径以倒U形喷嘴最小为4.21 mm,说明倒U形喷嘴的雾化性能最好;倒U形喷嘴的水量分布近似呈三角形,其组合均匀性系数均在82%以上,圆形和圆角矩形喷嘴的水量随喷头距离的变大先增大后减小,均低于倒U形喷嘴的组合均匀性系数.数值模拟和试验结果表明,倒U形喷嘴的水力性能优于其他3种喷嘴,在提高喷灌均匀性的基础上,还增大了射程.

流道结构对低压旋转式喷头水力性能影响试验研究

以低压旋转式喷头为研究对象,选择喷盘空间流道的结构参数:出口截面形状、流道偏转角、流道型线弧长、出口仰角作为试验因素,采用L34(9)的正交设计,测量了工作压力为250 kPa时,不同因素水平下各试验喷头的水量分布和流量,并利用线性插值法计算了单喷头的射程,选用Matlab软件模拟了正方形布置下喷头的组合均匀系数,分析了空间流道各结构参数值对喷头水力性能的影响规律.结果表明:低压喷头空间流道的出口截面为圆形和倒U形时,其喷洒均匀性优于出口截面为异形的喷头;空间流道结构参数的改变对流量基本无影响,波动范围在±0.1 m3/h.运用综合评分法分析得到各空间流道结构参数因素对组合均匀系数和射程的综合评价指标影响的主次顺序为流道偏转角、出口截面形状、出口仰角、流道型线弧长、最终得出低压旋转式喷头空间流道结构参数的最佳组合为出口截面圆形,流道偏转角4.5°,流道型线半径29 mm,出口仰角25°.

低压雾化喷头雾化性能试验

为了进一步了解低压雾化喷头的雾化性能,为以后优化喷头性能提供理论依据,进行了相关试验.选取低压雾化喷头的孔径为0.5,0.8,1.0 mm,压力为0.08,0.11,0.14 MPa,喷头和锥盘间距为2,4,6 mm,锥盘夹角为150°,120°,90°等4个参数,设计并进行了正交试验.通过测量3种不同孔径的喷头在0~2.4 m雾化射程时的雾化水量分布特性,并对喷头以正方形组合方式和三角形组合方式时在不同组合间距下的均匀性进行分析,并进行极差分析,得到各因素影响趋势.结果表明:径向水量分布呈现正态分布,最高雾化水量点出现在接近雾化射程末端,且与喷嘴孔径成正相关;与三角形组合方式相比,正方形组合方式较好;影响雾化射程的主次顺序依次为孔径、锥盘夹角、压力、间距,对三角形组合均匀性系数的影响主次顺序依次为锥盘夹角、孔径、间距、压力,正方形组合均匀性系数的影响主次顺序依次为锥盘夹角、孔径、压力、间距.

自制低压微型喷头

分析比较了国产和进口“全光雾插自动喷雾装置”喷头的优缺点,提出了自制低压喷头的必要性,通过对自制喷头的实际使用验证,证明了该喷头的实用可靠.

低压雾化喷头水力性能试验研究

为了研究喷头在低压雾化的现象和机理,搭建了测量低压雾化喷头水力性能的试验台。使用高速摄影设备和MATLAB软件进行雾化图像采集和分析,研究了孔径为0.3、0.5、0.8和1.0 mm的低压精细雾化喷头在0.15 MPa压力以下的流量、雾化角和雾化粒径雾化特性。结果表明,喷头流量与雾化压力成正相关;雾化角随着压力增大而增大,并且稳定在60°到80°之间;在0.08 MPa压力下喷头轴向方向会出现束状射流之后分散的现象;雾化粒径与雾化压力成负相关,并且较小孔径的喷嘴在较小压力下雾化粒径较大。研究为低压条件下雾化加湿应用提供了理论指导。

旋转折射式喷头移动喷洒水量分布计算模型构建与应用

【目的】探讨旋转折射式喷头移动喷洒水力特性,优化喷灌机组运行参数和配置。【方法】采用喷灌强度等效拉伸法,构建了基于一次正交多项式拟合的移动喷洒水量分布计算模型,应用该模型对R3000、S3000、O3000喷头进行模拟计算,分析了工作压力(50~150 kPa)、移动速度(20~45 m/h)和组合间距(1.2~6 m)对3种喷头移动喷洒水量分布和均匀度的影响。【结果】①模型计算结果与实测值偏差在5%以内,模型精度较高。②R3000、S3000、O3000喷头移动降水深随距喷头距离的增加而减小,3种喷头移动喷洒均匀度较固定喷洒分别提高11.17%、10.72%和2.36%。③随着工作压力的增大,R3000、S3000、O3000喷头的有效喷灌半径逐渐增大,降水均匀度呈先增大后减小的趋势,最大降低幅度达35.66%,平均降水深和均匀度随移动速度的增大逐渐降低,但3种喷头喷洒均匀度的平均变化幅度仅为0.59%、1.38%、0.99%,说明移动速度对均匀度的影响较小。随着组合间距的不断增大,均匀度呈波动下降的趋势。④考虑工作压力和组合间距双因素影响,R3000、S3000、O3000喷头在低组合间距和高工作压力范围内取得较高的移动喷洒均匀度,在150 kPa/3.6 m、150 kPa/2.4 m、130 kPa/3.6 m的工作压力/组合间距配置组合条件下,喷洒均匀度最高。【结论】等效拉伸法降低了模型构建过程中的拟合次数,提高了计算精度;增大工作压力和降低组合间距有助于提高喷头移动喷洒均匀度。

圆形喷灌机低压阻尼喷头水力性能试验

随着圆形喷灌机在我国的快速发展,其配套喷头也经历了从中压向低压方向发展的过程。对不同工作压力和不同喷嘴直径的阻尼旋转低压喷头进行水量分布的影响试验,为圆形喷灌机的后续推广应用提供参考。

新型低压细水雾喷头设计与优化

本文介绍了细水雾喷头雾化机理,并针对传统细水雾喷头存在的雾化锥角较小、压力较高、保护半径过小的缺点,设计了一种新型低压细水雾喷头.该喷头创新采用了混合旁通管设计和气泡雾化技术相结合的方案,同时在喷头末端配多规格喷嘴、防尘罩、玻璃球等配件.应用连续性方程、动量守恒方程和k-ε湍流模型方程,通过计算流体动力学软件分别进行了单相流和两相流的二维流动数值模拟.模拟结果表明,大约20s后流体趋于稳定,模拟得到喷头腔内到喷嘴处压力渐弱,从0.8MPa衰减到0.1MPa,水雾速度由6m/s加速到大约60m/s,雾化锥角超过15°.结合该喷头结构进行分析,表明该喷头相对传统低压细水雾喷头具有雾化锥角大、作用半径大、轴向动量充足的优点.

浅谈低压氨水喷头的改造与应用

焦炉是酒钢集团公司炼焦生产的重要设备,本文通过解决炼焦生产中存在的问题,对低压氨水碰头进行技术改造和创新,提高设备运行效率,延长设备使用寿命,降低成本,对公司降本增效工作的开展起到重要意义。

圆形喷灌机喷头选型及配置

圆形喷灌机作为典型的节水灌溉装备,具有自动化程度高、喷洒效果好、工作效率高等优点,近年来在我国得到很好的推广应用。圆形喷灌机的灌溉质量主要取决于使用的喷头类型及配置方式。分析了圆形喷灌机喷头从中压向低压方向发展演化过程,对各种类型喷头主要性能与参数特征进行了梳理与归纳。综述了各类喷头的结构特征与性能、配置方式等方面研究与应用现状。对圆形喷灌机喷头和配置方式的研究现状分析表明,目前圆形喷灌机使用的喷头普遍为低压旋转折射式喷头,且国内外对于该类喷头的设计与性能等方面的研究尚不完善,亟待展开相关领域研究,促进该类型喷头的国产化,以满足日益增长的规模化农业对大型喷灌机的巨大市场需求。

圆形喷灌机低压阻尼喷头水滴直径分布规律的试验研究

为了提高机组喷洒均匀性、降低对土壤作物的打击强度，近几年国内圆形喷灌机逐渐安装低压阻尼旋转喷头，以替代非旋转低压喷头。本文采用面粉法对R3000和A3000低压阻尼喷头在安装3种喷嘴（直径为2．98、4．96和6．95mm）和2种工作压力（100和140kPa）下的水滴直径分布规律进行了试验，分析了水滴平均直径和总体水滴直径分布，探讨了水滴直径与喷头转速、喷嘴直径及工作压力的关系。结果表明，在相同工作压力和喷嘴直径下，A3000喷头转速要快于R3000喷头，但射程和末端水滴直径均有所减小。在相同喷嘴直径下，两种喷头随着工作压力的增大，射程均有所增大，但末端水滴直径呈变小趋势；在相同工作压力下，随着喷嘴直径增大，喷头射程均呈增大趋势，但末端水滴直径变化不显著。A3000喷头总体水滴直径分布范围比R3000喷头窄，不同工况下测得的A3000喷头水滴中数直径比R3000喷头小3．6％-8．9％。两种喷头径向不同位置处的水滴平均直径与喷头距离呈指数关系，中数直径随工作压力增大或喷嘴直径减小而变小。