[發明專利]一種扇形噴霧流量場的控制方法

有效

• 申請號: 202010788932.2
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111905941B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 陳慧敏;顧達夫;毛志平;岳曉麗;張慧樂;鐘毅
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B05B1/30
• 分類號: B05B1/30;B05B1/04
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

本發明涉及一種扇形噴霧流量場的控制方法，具體包括以下步驟：(1)初始設置噴嘴在氣液壓力和流量下，噴射液體時的流量場各參數：z₀、z_n、3σ(0,z₀)、c(0)、h(z₀)、k；(2)計算噴霧流量場分布：在射流基本段，空間流量強度分布函數，如下：其中，Q(r,θ,z)為流量場基本段內任意一點的空間流量強度分布函數；(3)比較空間流量強度分布與期望的流量強度的差異；(4)對空間流量強度分布進行調整：先更換噴嘴，再旋轉噴嘴繞x、y、z軸的轉動角度，最后增大或者減小噴嘴入口的氣液壓力和流量，直至空間流量強度分布與期望的流量強度分布差異滿足：n為小方體數量。

技術領域

本發明涉及液體涂裝領域，特別是涉及扇形噴嘴噴霧流量場的控制。

背景技術

霧化噴涂廣泛應用于汽車工業、木制品加工業、灌溉等行業中。近年來，由于個性化定制需要，霧化噴涂越來越多地應用在家裝飾品、服裝面料、海報等對象上。由于噴嘴結構差異較大，在不同的壓力、流量作用下，不同的液體噴射出不同的噴霧流量場，給多噴嘴組合布局帶來了難度。目前，大多數企業通過不斷調試流經噴嘴入口處的壓力和流量、噴嘴與受噴對象之間的相對位置、以及噴嘴與噴嘴之間的相對位置，提高受噴對象上的著液量分布均勻性。隨著對噴涂要求的不斷提高，只有獲知特定噴射工藝條件下流量場空間分布的數學表達，才能為多噴嘴組合布局提供依據，為噴霧液量在線控制提供方便。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種扇形噴霧流量場的控制方法；具體是通過對扇形噴嘴平面流量分布函數和空間流量分布函數的推導，建立噴嘴流量分布式，適用于扇形噴嘴、圓形噴嘴等噴霧流量場計算，為噴嘴壓力控制、流量控制和多噴嘴組合布局提供了數學基礎，為實現均勻噴涂提供了可能。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種扇形噴霧流量場的控制方法，包括以下步驟：

(1)初始設置噴嘴在氣液壓力和流量(壓力、流量的極值由液壓管路、噴頭結構以及噴霧量要求決定)下，噴射液體(根據液體粘度的差異，選擇合適的噴頭。噴頭選擇合適，在壓力作用下，液體都可以被霧化成小液滴)時的流量場各參數如下：

z₀，為射流基本段的起始處至噴口的距離；

z_n，為射流基本段的終止處至噴口的距離；

z＝z₀截面上，流量有效噴射區域內，橢圓長半軸3σ(0,z₀)；

z＝z₀截面上，流量有效噴射區域內，橢圓短半軸

c(0)，方位角θ為0°處，流量場外輪廓沿z軸正方向的斜率；

z＝z₀截面上，過截面中心處的流量強度值h(z₀)；

k，射流中心軸流量強度沿z軸(即射流中心軸的軸線方向，上面的“z＝z₀”表示“z軸上位移

z₀”)的抗衰減系數；

z₀、z_n、σ(0,z₀)、c(0)、h(z₀)、k數值大小均與噴嘴結構，噴嘴氣液壓力、流量、速度和質量比值，液體的成分、粘度、密度、表面張力等屬性有關；受噴液體在一定的氣、液壓力作用下，經噴嘴出口，可分為射流初始段、射流基本段和射流消散段。其中，射流初始段的穩定性差，不具有工業使用價值；射流消散段距離噴口距離較遠，其射流動壓力難以達到所需要求；而處在射流基本段的流量場比較穩定，受噴液體霧化均勻，霧化層和周圍空氣也有較為明顯的界限，具有實際應用意義；