2 人工实验环境的负荷计算

毕业设计的任务书给出的计算参数：水流量 5 l / m 、水压 8-40 bar 。可以先设计实验室的 形状与降雪面积。

2。2 喷嘴的选型

根据相关论文发现水滴的雾化直径不能太大也不能太小，雾化直径较大会导致雪比较湿 润，雪花容易结块；水滴雾化直径过大会使水滴冷却不完全，雪花会变得和冻雨或雨夹雪类 似从而达不到模拟自然降雪的环境【14】。为了确保喷头喷出的水滴能形成品质较好的雪花， 因而雾化喷嘴选取压力式空气雾化喷嘴，并且为了防止管道中的水在喷嘴的喷头出冻结结冰 堵塞喷嘴需选用两项流的喷嘴。并且液体和空气应当在喷嘴内部混合以产生完全雾化喷雾， 假若喷嘴采用外部混合喷嘴的喷头还是容易因温度过低而堵塞。根据任务书上给出的水流量 和水压选取了较符合的三种型号的雾化喷嘴，然后通过后面的实验选取最优质的喷头。文献综述

空气雾化喷嘴在混合室使液体和气体均匀混合，从喷嘴中喷出微细液滴喷雾或粗液滴喷 雾。一般情况下为了得到需要的粒径大小的水雾可以通过加压的方式达到实验目的，但这会 提高气体流率与液体流率比。空气雾化喷嘴具有很强的通用性，其能够在不改变空气压力和 液体压力的环境下调节液体流量，并产生合乎要求的喷雾。喷雾装置都是由空气帽和液体帽 两个部分组成的，可以根据不同的要求将空气帽和液体帽进行自由组合，并且它具有很大流 量范围。喷嘴体的入口接头可以根据不同的管子选择不同的型号。并且喷嘴部件大部分是可 以互换，这就使得可以根据不同的喷雾性能选择不同的喷嘴。空气雾化喷嘴可以通过喷出小 液滴的方式来加湿周围的空气。

根据相关的研究表明，当气流的雷诺数大于 2000 时或风速大于 6 米/秒时，边界的薄液

层开始荡起波纹。当雷诺数大于 75000 时开始分离出液滴，这些现象在试验中也是可以看到

的，当风速约达 50 米/秒以上时，薄液层上开始雾化。因而可以建立如下的物理模型进行分 析：液体以 u0 的速度从喷口喷出，厚度 h0 流出，在边界上受气流的扰动作用下，边界的液体 开始失稳，出现波纹。当气流达到一定的强度时，波纹的波峰会最大，在气体和表面张力的 作用下波峰被吹碎成条状，再变成小液滴，这就是雾化的过程。被雾化的液滴大小与波峰的 大小有关，即与波长有关。液膜失稳，波幅无限增长的条件及波长它们与气流和液流参数有来-自~优+尔=论.文,网www.youerw.com +QQ752018766-

关,还与紊流脉动有关。气流的紊流脉动相当于一个随机性的气体力作用于液膜表面上，因而 液面上的波长亦是随机性的，所以雾化的液滴尺寸也是随机性的，其平均值与气流的平均参 数有关【15】。

按照上述设想的物理模型,利用 Navier 一 Stokes 方程求解时，我们只要求得失稳条件以 及在失稳条件下波长对气流、液流等参数的关系即可，不必去求解液膜的发展变化过程关系 式。