基于拉瓦尔效应的超音速喷嘴雾化性能分析与试验

来源：农业工程学报杂志2016年第19期北京时间：

作者：杨超,陈波,姜万录,高殿荣,金光俊,

摘要：为提高喷嘴的雾化性能，得到理想的雾滴粒径和均匀的雾云分布，该文首先对超音速雾化喷嘴的雾化原理进行了分析，应用拉瓦尔喷管超音速原理，对雾化喷嘴内部阀芯的锥形结构作了改进，结合Fluent流体动力学软件，分析了拉瓦尔式阀芯结构内部流场速度分布规律，然后通过喷雾试验对比分析了改进前后喷嘴的雾化效果，并探究了不同运行参数对拉瓦尔式结构喷嘴雾化性能的影响规律。数值仿真结果表明，拉瓦尔式阀芯能够产生超音速气流，对增大气液两相速度差具有显著效果；试验结果表明，改进后的拉瓦尔式喷嘴在雾化性能和效果上优于原锥形式喷嘴，气压和气液压力比n的增大以及水压的减小均有利于雾滴粒径的减小，其中n在0~3区间内，雾滴粒径下降幅度高达90.56%，当n为6时，雾滴粒径达到最小值18.52 μm。该文研究内容可为超音速雾化喷嘴进一步研究以及新型喷雾设备的研发提供参考。

关键词：超音速, 喷嘴, 计算流体动力学, 拉瓦尔效应, 雾化, 雾滴粒径