低压旋流雾化塑料喷嘴结构参数设计

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

Structural Parameter Design of Low Pressure Swirl Plastic Atomizing NozzleZhengZijun ，OuChangjin ，LiVan2(Zhiang Business Technology Institute，Ningbo 315012，China； 2.Zh###ang University ofTechnology，Hangzhou 310005，China)Abstract：According to the principle of maximum flow，the structural parameters of low pressure swirl plastic atomizingnozzle were theoretically calculated and preliminarily determined.Experiment was conducted on the self-development platform forpiston type interm ittent spraying low pressure swirl plastic atomizing nozzle，through ohogonal experiment design，and then theoptimum structural parameters were obtained.The development of low pressure swirl plastic atomizing nozzle wil make it possiblethat manual spray plastic can without preloading instead of metal pressure can。

Keywords：nozzle；aerosol can；low pressure swirl；structural parameters金属气雾罐属于盛装气雾剂的-次性使用金属容器，在杀虫剂、灭蚊剂、空气清新剂以及各种清洗剂等液体包装领域得到广泛应用 ]。使用金属气雾罐时，气雾剂在预压(0.8 MPa)的作用下，通过阀门、喷嘴按照所控制的形态喷射出来。GB/T14449-2008(气雾剂产品测试方法》中包括了产品的耐贮性和泄漏量、雾粒直径及其分布、射程和喷角、喷射速率等。由于气雾罐内有预压，因此，不能灌装100%的药液，部分空间要留给抛射剂，起高压助推作用。

近年来，由于使用金属气雾罐时，预高压灌装存在易爆炸等安全隐患，不便长途运输与携带[2，使得众多企业考虑使用无预压罐包装，手动喷雾，但是，目前市场上推出的无预压罐的手动喷雾效果不佳，技术指标达不到喷雾行业标准要求。

笔者受气雾剂行业理事单位宁波市华宝塑胶模具有限公司委托，根据GB/T 18419-2009(家用卫生杀虫用品杀虫气雾剂》要求，设计了低压旋流雾化塑料喷嘴的结构参数，在推出压力为 O.3～0.5 MPa下，喷嘴的射程、雾化效果达到用户的开发要求。

1 低压旋流雾化塑料喷嘴结构模型低压旋流雾化塑料喷嘴由旋流器、旋流室及喷口组成，其中旋流器是关键部件。低压旋流雾化塑料喷嘴如图 1所示，采用在喷嘴主体内加装带有螺旋流道的螺旋体结构。喷嘴主体设计为中空圆柱体，在喷嘴主体下部设有轴向通孔即喷孔。为提高喷嘴的流量系数，喷孔选用圆柱段结构形式，喷孑L内侧设有内锥角并与螺旋体之间形成旋流室，螺旋体的外周设有多条螺旋槽，螺旋体装在喷嘴主体内，螺旋槽与喷嘴主体内壁形成螺旋流道。

-(a) (b)a-喷嘴；b-螺旋体图 1 低压旋流雾化塑料喷嘴结构示意图联系人：郑子军，讲师，主要从事塑料产品设计及模具研究收稿 日期：2013-03-19郑子军，等：低压旋流雾化塑料喷嘴结构参数设计 432 低压旋流雾化塑料喷嘴结构参数的理论计算应用最大流量原理 ，对低压旋流雾化塑料喷嘴进行初步设计计算，再根据计算结果选择研究参数。

根据角动量守恒原理，有如下关系式：ui.R ，. (1)式中： --切线入口速度，m/s；- - 旋流室半径，m ；- - 任-点流体的切向速度，m/S；，- - 任-点流体对应的旋转半径，m。

假设液体的径向速度 0，根据伯努力方程有：： (2)pg 二g式中：日--喷嘴出El处液体的压力水头，m ；口--液体的静压强，Pa；D--液体的密度，kg/m ；2--重力加速度，m/S。；Uz--液体轴向速度分量，m/S。

按照连续性方程：9rcur2 ( - ) (3)式中：0--喷嘴的体积流量，m /s；- - 液体通道半径，m；- - 喷嘴处液体的轴向平均速度，m/s；- - 喷嘴出口半径，m ；- - 在喷嘴中央真空区，外界空气负压倒流形成的空气芯旋流半径，m。

在旋转流体中，考虑到U，，Uz比 小得多，故静压强P沿径向的变化率可表示为： p丝 (4)将 (1)式代人 (4)式并积分得：P：- JD C (5) 了 亍 十在空气芯旋流半径 处，rrc，P0，代入 (5)式得：c p譬 . (6)将 (6)式代人 (5)式，当rrc时得：p p (专- 17) (7)在喷嘴出口处，rro，由 (1)式得：由(3)式得：斋将 (9)式代人 (8)式得： ( )2等由f3)式得：(8)(9)(10) )在喷嘴出口处， Vzo，将 (7)式、(10)式、(11)式代人 (2)式得：9 qgH zero2 (12)令口1-( )2，B Rro，则( 2)式变为：9 1fro令 Qczrd (14)式中：以--有效截面系数；B--几何特性系数；- - 喷嘴流量系数；- - 喷嘴出口截面积，rn2。

(14)式为压力式旋流雾化塑料喷嘴的流量方程式，可用来确定喷嘴的出口直径。

在设计低压旋流雾化塑料喷嘴时，其主体段设计为中空圆柱渐缩管形，喷嘴水平喷射流体。采用两个或两个以上的圆形通道，这时全部入 口通道的总横截面积 的计算公式如下： 譬 (15)旋流喷嘴设计中的喷嘴流量系数 、几何特性系数 、有效截面系数 a与旋流室内锥角之间的关系可通过经验关系曲线确定 [5]。

由于喷嘴结构参数的理论计算只能大致确定取值范围，为减小研究范围，先确定喷嘴的-些结构参数 [6-7]。