一种确定全射流喷头附壁点位置的方法

摘要

本发明涉及一种确定全射流喷头附壁点位置的方法。首先选择的全射流喷头样机的材料为可以观测到内部流动状况的透明有机玻璃，在全射流喷头的外侧粘贴上刻度标尺，使全射流喷头保持在稳定工作的状态，断开导管与信号嘴的连接，保持导管与入水嘴的连接，用手指封堵住导管的入口，观察全射流喷头的内部流动状况，读取主射流最上部分距起始点的距离s，同时读取主射流最下部分距起始点的距离t。计算出h=(s+t)/2即为设定工作压力下全射流喷头附壁点的位置距基圆孔出口的距离。通过本发明的技术方法，可以确定出一定压力下的全射流喷头附壁点的具体位置，从而为研究全射流喷头的旋转驱动力的大小和全射流喷头的具体结构设计提供了依据。

说明书

技术领域

本发明涉及确定全射流喷头内部流场的方法，尤其是一种确定全射流喷头附壁点位置的方法。

背景技术

全射流喷头是一种新型的喷灌装备，它的内部流场包括直射和附壁两个状态，首先全射流喷头左右两侧空腔内均有空气补入，左右两侧压强相等，主射流直射，喷头静止；然后通过截取信号水的方式使全射流喷头的右侧空腔内没有空气补入，左侧压强大于右侧，主射流向右侧附壁，附壁后的水流推动喷头完成旋转运动。

对于全射流喷头，附壁点位置决定了它获得的旋转驱动力的大小，决定了它是否能够克服受到的摩擦阻力而完成旋转工作，并且直接影响到全射流喷头结构尺寸的设计是否合理的重要指标。目前的研究中主要采取了系列的假设，依靠理论分析和数值模拟来计算全射流喷头附壁点的位置，通过经验对全射流喷头的结构尺寸进行设计，对喷头是否完成旋转工作进行观察。从而无法准确获知全射流喷头具体附壁点的位置，并且无法最优化地设计全射流喷头的结构尺寸。若在某些特殊情况下造成全射流喷头不能完成旋转工作时，就不能分析其是否由于附壁点位置的原因而造成，从而无法对此科学问题进行有效的解决。

如上所述，在设计过程中，全射流喷头出现不能完成旋转工作时，就不能通过科学了解附壁点位置的手段进行有效的解决。由于不清楚全射流喷头附壁点的位置，这也可能成为制约此种新型喷灌装备发展的关键因素之一。因此，本发明提出了一种全射流喷头附壁点位置的测量方法以解决上述问题，具有很重要的意义。

经检索，目前还没有相关的申报专利。

 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种确定全射流喷头附壁点位置的方法，从而为优化设计全射流喷头的结构尺寸提供参数依据。

本发明采取的技术方案为：一种确定全射流喷头附壁点位置的方法，包括下列步骤：

（a）首先，确定实验用全射流喷头样机；选择的全射流喷头样机的材料为可以观测到内部流动状况的透明有机玻璃，在全射流喷头的外侧粘贴上刻度标尺（3），全射流喷头样机的形状规则平整，从而保证全射流喷头上刻度标尺的尺寸为等间距分布。所述的刻度标尺的起始零点为基圆孔的出口位置处。

（b）利用导管将全射流喷头的信号嘴与入水嘴连接在一起，设定喷头的工作压力，所述信号嘴与所述入水嘴与所述刻度标尺的位置始终固定不变。

（c）开始测量试验数据实验；断开导管与信号嘴的连接，保持导管与入水嘴的连接，用手指封堵住导管的入口，使入水嘴处没有空气的补入，全射流喷头左侧压强大于右侧，主射流向右侧附壁，观察全射流喷头的内部流动状况，分别读取主射流最上部分距所述刻度标尺的起始零点的距离s和主射流最下部分距所述刻度标尺的起始零点的距离t。

（d）计算出主射流最上部分距所述刻度标尺的起始零点的距离s和主射流最下部分距所述刻度标尺的起始零点的距离t的平均值，得到的h=(s+t)/2即为在设定工作压力下全射流喷头附壁点的位置距所述刻度标尺的起始零点的距离，从而也就确定了全射流喷头附壁点的位置坐标。

上述方法中，考虑到工作刚开始时信号水流的截取对附壁点位置影响可能不够稳定的情况，因此在喷头设定工作压力下稳定工作10分钟之后再开始进行实验操作。

本发明的技术效果为：通过本发明的技术方法，可以很容易的确定出一定压力下的全射流喷头附壁点的具体位置，从而为研究全射流喷头的旋转驱动力的大小和全射流喷头的具体结构设计提供了依据。

附图说明

图1为全射流喷头直射状态示意图。

图2为全射流喷头附壁状态示意图。

图3为全射流喷头附壁点位置的测量方法示意图。

图中，1.导管，2.信号嘴，3.刻度标尺，4.入水嘴，5.基圆孔。

具体实施方式

本发明提供了一种确定全射流喷头附壁点位置的方法。为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，做详细说明如下。

如图1所示，首先，选取了一种可以观测到内部流动状况的透明有机玻璃30PXH全射流喷头作为试验样机，试验开始前，在30PXH全射流喷头的外侧粘贴上刻度标尺3，刻度标尺3的起始零点为基圆孔5的出口位置。

接着，利用导管1将全射流喷头的信号嘴2与入水嘴4连接在一起，设定喷头的工作压力400kPa，使全射流喷头保持在稳定工作的状态。在喷头稳定工作了20分钟之后开始测量记录试验数据。

接着，断开导管1与信号嘴2的连接，保持导管1与入水嘴4的连接，用手指封堵住导管1的入口，主射流向右侧附壁，读取主射流最上部分距刻度标尺3的起始零点的距离s为23.8mm，同时读取主射流最下部分距刻度标尺3的起始零点的距离t为20.4mm。

接着，计算出h=(s+t)/2等于22.1mm即为在400kPa工作压力下30PXH全射流喷头附壁点的位置距基圆孔出口的距离。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。