文献综述
前言
本课题研究目的、意义：我国目前是世界上最大的农药使用国,大量化学农药的使用虽然使粮食得到了持续稳定的增产,但也给环境带来了严重的污染,每年受农药所污染的土地占全国耕地面积的1/7以上。农药的过量使用,不仅给自然环境造成了巨大的危害,而且给人类的生存发展带来了严重的威胁。喷施方法落后、施药装置及制作工艺不完善是导致农药过量使用的主要原因。农药使用过程中,大多以药液雾化喷洒方式为主,而喷雾喷头对药液雾化具有决定性的作用,其性能的优劣直接影响到喷雾的质量,关系到整个植保机具和全系统运行的可靠性、经济性。本课题的研究内容主要针对双流体圆锥喷头的施药过程。利用FLUENT仿真软件对双流体喷头喷雾过程进行数值模拟，分析药液两相压力变化下对喷嘴出口位置的农药雾量分布影响。为保证施药时的喷雾性能，提高农药利用率，改进喷头结构设计提供参考。
国内研究概况：
一范小博指出“使用计算流体动力学(CFD)仿真软件Fluent对喷嘴内部流场进行了模拟仿真。在Fluent的前处理软件Gambit中进行网格划分,将划分好网格的mesh文件模型导入Fluent中,设置好各项条件参数后得出各喷头中心面上的压力场与速度场图像。为了更好地进行比较,提取喷头中心线上的压力与速度数据,使用Matlab软件将各组喷头中心线上的压力与速度曲线绘制在同一图形中,仿真结果表明随着内腔直径的增大,喷头内部压力先减小后增大,内部流体速度先增大后减小然后又有增大的趋势；随着V形槽角的增大,喷头内部压力逐渐减小,内部流体速度逐渐增大；相对切深对喷头内部的压力和速度影响较大,随着相对切深增加,喷头内部压力急剧减小,速度明显增大。”【1】
二 王贞涛 在《双流体喷嘴雾化特性实验》中研究表明：双流体雾化降温冷却技术是将气体和液体在喷嘴内部直接混合，在高压射流作用下直接雾化，雾化的小液滴气化时带走热量，从而降低工作区域温度。喷雾冷却降温系统广泛应用于养殖、高精度建筑及机械切削加工中刀具的冷却等。影响喷雾降温冷却的关键因素是雾滴粒径和雾滴运动速度。雾滴粒径越小，其总表面积越大，易于蒸发、气化，从而产生良好的降温效果；而雾滴运动速度加快则可以进一步加快工作区域的换热过程。文章利用相位多普勒粒子动态分析仪（PDA）对4种不同喷孔直径的喷嘴进行了较为详细的实验研究，获得了影响雾滴粒径和雾滴运动速度的重要因素，得到了双流体雾化喷嘴工作的最佳压力与孔径组合，为喷雾冷却降温的研究奠定了基础。【2】
三 《双流体喷嘴雾化特性的试验研究》作者卢平利用PIV测量技术,通过试验研究了两种双流体雾化喷嘴（气泡雾化喷嘴和Y型喷嘴）的雾化特 性,分析了气液比、液体流量、喷嘴结构等对雾化性能的影响,研究结果表明：气泡雾化喷嘴的雾炬比双流体喷嘴更饱满,雾化质量更好;雾化颗粒平均粒径随着气 液比增加呈现下降趋势,当ALR〉0.04,雾化颗粒平均粒径减小的趋势趋缓;随着被雾化液体流量的增加,雾化颗粒平均减小;在相同混合室面积条件下,增 大雾化气注入孔截面积有利于雾化质量的提高。【3】
四
张峰《压力旋流喷头雾化性能的仿真》写到：为了提高喷雾质量,提高农药的 使用效率,用CFD商用软件FLUENT对雾化喷头在农药雾化时的流场进行数值模拟。利用Euleri-an-Lagrangian双流体模型来模拟气液 两相流动。模拟结果表明:药液雾化形状为中空锥形结构,大部分液滴速度大于1.12 m/s;雾化液滴的体积中值直径(NMD)在50~100mu;m之间,数量中值直径(NMD)在30~70mu;m之间,适用于苗期或者前期的叶片植物农药的喷 洒;压差在2.0 MPa以下时,雾化均匀度(DR)大于0.67,雾化性能良好,所以此类型喷头选用的喷雾压差应小于2.0 MPa。喷头仿真预测了雾化喷头的微粒化性能,为高效低喷量喷雾的研究提供一定的依据。【4】
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