陆岱鹏 陶建平 王珏

摘要：现有的两相流雾化喷嘴普遍存在着出口气流速度低、雾滴粒径大且雾滴粒径分布不均匀等缺点，不适合应用于设施农业的植物防治。为解决上述问题，结合Venturi阀芯可以产生高的气液两相速度差和负压吸水的效应，设计了一种基于Venturi效应的两相流雾化喷嘴。运用CFD数值模拟的方法分析了Venturi式两相流雾化喷嘴的流场密度、压力、速度及喷嘴出口平面速度分布规律，数值仿真结果表明，气压在0.2、0.3、0.4 MPa时，对应的出口速度分别为338、410、426 m/s;对试制的雾化喷嘴的物理样机进行性能试验，主要测试喷嘴的出气口风速和雾滴粒径大小与分布，探究不同气压对Venturi式喷嘴雾化性能的影响规律。试验结果表明，气压在0.2、0.3、0.4 MPa时，对应的出口速度分别为345.5、425.7、437.4 m/s，喷嘴出口速度的实测值与仿真值得相对偏差在5%以内;当气压在0.2、0.3 MPa时，Venturi式雾化喷嘴的雾滴粒径在3～65 μm内，达到85%以上，而当气压达到0.4 MPa时，雾滴粒径在3～65 μm内，达到98%;气压在0.2、0.3、0.4 MPa时，分别为45.64、43.16、36.75 μm，可以得出Venturi式雾化喷嘴的雾滴粒径细小，达到烟雾级且分布均匀;在相同水压下，随着气压的增大，雾滴粒径的D10、D50、D90和Dav均呈现减小趋势。该研究可为Venturi式两相流雾化喷嘴在植物保护领域的应用提供参考。

关键词：Venturi效应;两相流雾化喷头;流体动力学分析;雾化特性

中图分类号：S491   文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）12-0250-06

设施农业中的果菜类作物，在其生长的中后期，由于枝叶的遮蔽作用，使得农药雾滴难以沉积到冠层内部以及叶片背部等部位。目前在设施农业中大量使用手持喷枪、背负式喷雾器、背负式机动弥雾喷粉机、热烟雾机和常温烟雾机等[1-4]，存在作业效率和农药利用率低、施药人员安全性能差的问题[5]。……