康 津，罗 静，龚文均，詹 捷，廖沛霖

(重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室，重庆 400054)

高压无气喷涂作为优秀的涂装方法之一，因其具有良好的涂层质量和较高的生产效率［1］得到了越来越广泛的应用。其工作原理是通过增压装置将涂料加压至7.5～30 MPa后由喷嘴喷出，高压涂料在喷嘴处发生压力骤变，喷嘴出口流速突然增大，使涂料内部发生剧烈膨胀而被撕裂呈雾化状态，涂覆到工件表面形成致密漆膜［2］。喷嘴是高压无气喷涂的执行元件，其好坏对喷涂涂料雾化起着至关重要的作用，因此对涂料在喷嘴内部的流场进行分析、研究喷嘴结构对涂料喷涂的影响具有重要的意义。

影响涂料流动即雾化状态的关键结构部分是喷嘴的内腔及出口截面形状［2］。本研究以常用的轴向扇形喷嘴结构为例，采用相同出口截面形状，运用Fluent软件，对喷嘴内部流场进行三维数值模拟。以喷嘴内部流场的流动状态、轴心处压力速度变化及出口流量为目标，研究不同内腔结构对涂料流动状态的影响，为喷涂用扇形喷嘴的设计选取以及结构优化提供一定的依据。

1 物理模型的建立

1.1 扇形喷嘴内腔结构及几何参数

常用轴向扇形喷嘴的内腔结构可分为入口段结构和出口段结构。常用的内腔结构形式有如图1所示的几种。其中，图1(d)为采用具有平缓收缩功能的维多辛斯基曲线构造的结构。入口段形式分为平行形、平顶型、锥形［3］，主要决定尺寸为入口段大径D，入口段长度K。……