新型冲-淋两用节水喷射器的设计与实验研究

摘要

在环卫工作中为了提高水的使用效率，同时实现高效冲洗和雾化喷淋两种用途，本课题对新型喷-洒两用节水喷射器进行了设计。新型喷-洒两用节水喷射器由气液两相节水喷枪和雾化喷嘴通过三通阀组合而成设计，本文采用模拟计算和实验两种方法对新型喷-洒两用节水喷射器的结构及性能进行了研究。
　　 首先分析了结构参数对新型喷-洒两用节水喷射器工作性能的影响。由于节水喷枪内两相流体的容积含气率是工作性能的主要影响因素，因此本文通过模拟和实验主要分析了在不同的喷嘴出口直径、喉嘴距、混合管直径和长度等参数下容积含气率的变化趋势。
　　 另外，分析了不同喷口直径及旋流片内径下雾化喷嘴流量、雾化锥角、雾化喷距、雾粒大小及均匀度的变化规律。根据节水喷枪和雾化喷嘴最佳的工作效率下对应的结构尺寸，对它们进行了结构优化，选出了一组最佳的结构设计方案；然后分析了不同工作参数下节水喷枪和雾化喷嘴工作性能的变化趋势，从而分析得出了它们的最佳工作参数。
　　 最后将结构优化的节水喷枪和普通喷枪在最佳的工作参数下进行实验，分析节水喷枪的除污和节水效率。
　　 本文对节水喷枪和雾化喷嘴的主要研究结果如下：
　　 1)通过模拟和实验结果分析，结构参数和工作参数对新型喷-洒两用节水喷射器的工作性能影响很大。
　　 2)在一定工况下，节水喷枪存在一个最优的结构参数对应于最佳的容积含气率，从而两相流体的音速最小，使激波效应和空化效应在冲洗表面能更好的发挥作用，达到最佳的冲洗效果；雾化喷嘴同样存在一个最优的结构尺寸，从而使雾化效果达到最佳。
　　 3)当工作压力逐渐增大时，节水喷枪的容积含气率平缓上升最终趋于一个恒定值。在结构参数不变的情况下，存在一个最佳的工作压力，使节水喷枪达到最佳的冲洗效果，雾化喷嘴达到最佳的雾化效果。
　　 4)实验表明，相同工况下节水喷枪比普通喷枪除污效果好，除污效率高，具有很好的节水节能效果。
　　 5)实验数据与模拟数据之间的误差较小，得到的参数变化趋势也基本吻合，从而说明通过模拟分析是可行的，模拟得到的一些流体内部参数是可靠的。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要符号表

声明

1 绪论

1.1课题提出的目的及意义

1.1.1课题提出的目的

1.1.2课题提出的意义

1.2国内外研究现状

1.2.1喷射器的研究现状

1.2.2气液两相流动的研究现状

1.2.3空化的研究现状

1.2.4雾化喷嘴的研究现状

1.3课题研究内容

1.3.1新型冲-淋两用节水喷射器的结构设计

1.3.2节水喷枪结构优化及节水效率分析

1.3.3雾化喷嘴结构优化及雾化效果分析

2新型冲-淋两用节水喷射器的设计

2.1新型冲-淋两用节水喷射器工作原理与参数

2.1.1新型冲-淋两用节水喷射器的工作原理

2.1.2新型冲-淋两用节水喷射器性能的主要影响参数

2.2节水喷枪的结构设计

2.2.1喷嘴结构尺寸设计

2.2.2混合管结构尺寸设计

2.2.3吸气室结构尺寸设计

2.3雾化喷嘴的结构设计

2.3.1雾化喷嘴结构的选型

2.3.2雾化喷嘴尺寸设计

2.4小结

3新型冲-淋两用节水喷射器的模拟研究

3.1控制方程的建立

3.2模拟计算结果

3.2.1节水喷枪内部参数分布

3.2.2不同结构参数下的模拟结果

3.2.3不同工作参数下的模拟结果

3.3小结

4新型冲-淋两用节水喷射器的实验研究及结果分析

4.1实验装置及实验方案

4.1.1测量系统的设计

4.1.2实验方案

4.2各种参数对节水喷枪性能的影响

4.3节水喷枪节水效率的研究

4.4雾化喷淋性能实验研究

4.5小结

5结论与展望

5.1主要结论

5.2后续研究工作的展望

致 谢

参考文献

附 录