基于模型与CFD辅助的射流式混药器设计

来源：中国农机化学报杂志2023年第4期北京时间：

作者：房开拓, 邱威, 周良富

单位：1. 宿迁学院机电工程学院，江苏宿迁，223800； 2. 南京农业大学工学院，南京市，210095；3. 南京工业职业技术大学工程技术实训中心，南京市，210039

摘要：射流式混药器结构简单，是实现药水分离的最简单有效的关键部件之一。针对混药器内部流体流动过程的复杂性，目前没有通用的理论模型来指导设计计算，没有直观的试验方法观察内部流动的问题。从非弹性介质的动量定理出发，推导出射流式混药器的特性方程，建立面积比、喷嘴与混合室距离的理论计算模型。采用多相流Mixture模型中的ZwartGerberBelamri空化模型法，模拟分析混药器内部的相变过程。研究结果显示理论模型法、仿真法与试验方法的拟合优度大于0.98，证明研究方法的有效性。射流式混药器在低压力比下会发生空化现象，空化产生的气体使引射流量保持稳定，该特性能够满足稳定的混药比要求。设计面积比为1.31的混药器，混药比为0.049 8，混药比变异系数为123%。引射流体与工作流体在距离喷嘴出口40 mm处，其速度场已趋于一致，即混药器的混药均匀性可以满足实际需求。该研究为射流式混药器研究与应用提供技术支撑。

关键词：混药器,射流,空化,植保机械,CFD

基金资助：国家自然科学基金项目(51805271)；江苏高校自然科学研究项目(20KJB210013、21KJB470030)；宿迁市科技计划项目（L202210、S202219）