[发明专利]一种气液两相流雾化喷嘴及其设计方法

摘要

本发明专利涉及一种气液两相流雾化喷嘴及其设计方法。该喷嘴由喷嘴芯体、外部套筒和雾化体组成，喷嘴芯体的内腔由进口渐缩段、射流段和出口扩散段组成，喷嘴芯体的出口扩散段与雾化体混合室相连，喷嘴芯体的射流段通过芯体进气孔、进气缓冲腔和套筒进气孔与外部大气相通。本发明将喷嘴的喷雾雾滴体积中径D0.5等设计参数和几何尺寸参数之间用新的关系式联系起来，并给出射流段直径D1、射流段长度L1、出口扩散段扩散角β、雾化体混合室最大内径D2和和进气缓冲腔宽度b的设计公式。本发明设计的喷嘴具有流量小、喷雾压力低和雾滴粒径大的特点，可以提高植保机械作业效率和农药利用率。

主权项

1.一种气液两相流雾化喷嘴，其特征在于，所述气液两相流雾化喷嘴包括喷嘴芯体、外部套筒和雾化体三部分，喷嘴芯体的内腔由进口渐缩段、射流段和出口扩散段组成，沿着喷嘴芯体的中心轴方向，进口渐缩段呈渐缩状，射流段呈圆柱状，出口扩散段呈渐扩状，其中出口扩散段与雾化体混合室直接相联；喷嘴芯体和外部套筒的壁面分别开设有喷嘴芯体进气孔和套筒进气孔，使得喷嘴芯体内腔中的射流段通过喷嘴芯体进气孔、进气缓冲腔和套筒进气孔与外部大气相通；液体沿着喷嘴的中心轴方向流动，依次经过进口渐缩段、射流段、出口扩散段、雾化体混合室和雾化体出口后形成雾化现象；射流段的壁面开设有一系列周向均匀分布的喷嘴芯体进气孔，喷嘴芯体内腔的射流段和进气缓冲腔通过喷嘴芯体进气孔相联通；喷嘴芯体和雾化体安装在外部套筒的内部，外部套筒的内壁面与喷嘴芯体的外壁面之间为圆环状的进气缓冲腔；雾化体的内部腔体为雾化体混合室，雾化体出口为固定扩散角的圆锥形孔口，雾化体混合室的内腔呈圆锥状；雾化体和喷嘴芯体安装在外部套筒的内部腔体内，雾化体和喷嘴芯体采用陶瓷、不锈钢或黄铜材料制作，外部套筒采用尼龙、聚乙烯或聚四氟乙烯材料制作；喷嘴的喷雾雾滴体积中径D_0.5、设计流量Q和喷嘴的部分几何尺寸等参数之间适合以下关系：约束条件：当喷嘴的喷雾雾滴体积中径D_0.5≥300微米时，的取值范围为当喷嘴的喷雾雾滴体积中径D_0.5＜300微米，的取值范围为当液体动力粘度μ≥0.001帕·秒时，修正系数k₁的取值范围为0.07≤k₁≤0.10；当液体动力粘度μ＜0.001帕·秒时，修正系数k₁的取值范围为0.10＜k₁≤0.12；式中：D_0.5是喷嘴的喷雾雾滴体积中径，单位是米；Q是喷嘴的设计流量，单位是立方米/秒；d₁是喷嘴芯体进气孔直径，单位是米；d₂是喷嘴的雾化体出口直径，单位是米；d₃是套筒进气孔直径，单位是米；ρ是液体密度，单位是千克/立方米；ρ_g是外部大气环境的空气密度，单位是千克/立方米；σ是液体表面张力系数，单位是牛顿/米；μ是液体动力粘度，单位是帕·秒；k₁是修正系数，k₁＝0.07～0.12；N₁是喷嘴芯体进气孔数量，N₁＝3～5。