[发明专利]一种空化水射流喷嘴结构设计方法

权利要求书

1.一种空化水射流喷嘴结构设计方法，其特征在于：所述设计方法依次包括如下步骤：

①、根据伯努利原理计算流体中某点的压强与该点处流体横截面直径之间的比例关系；

②、根据步骤①中的比例关系，计算处于空化水射流喷嘴内的流体压降与缩颈长度之间的比例关系；

③、根据步骤②中的比例关系，在喷嘴内流体压强随运动距离呈连续函数变化时，计算喷嘴横截面内径与缩颈长度之间的函数关系；

步骤③中的喷嘴内流体压强随缩颈长度呈连续函数变化包括：一、流体压强随缩颈长度呈等比例变化；二、流体压强随缩颈长度呈线性变化；

步骤①中比例关系计算方法如下：根据伯努利原理计算公式，p+0.5ρv²+ρgh＝C

式中，p为流体中某点的压强，v为流体该点的流速，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为该点所在高度，C是一个常量，变形后得，

p＝C-0.5ρv²-ρgh

将流速v＝q/S代入上式得出下式，其中，q为流量，S为截面面积，

对于圆形截面喷嘴，S＝πd²/4，d为截面直径，代入上式得，

计算出流体中某点的压强p与喷嘴截面直径d的四次方呈反比关系；

步骤②中比例关系计算方法如下：设流体在喷嘴入口端和出口端的流速、压强、水头分别为v₁、p₁、h₁和v₂、p₂、h₂，则压降为

喷嘴垂直放置时，h₁-h₂＝缩颈长度L，即

喷嘴水平放置时，则

步骤③中计算喷嘴横截面内径与缩颈长度之间的函数关系如下：

将压强p与缩颈长度L之间的函数关系p＝f(L)代入公式得到喷嘴横截面内径d与缩颈长度L之间的函数关系：

2.根据权利要求1所述的空化水射流喷嘴结构设计方法，其特征在于：步骤①中流体中某点的压强与该点处流体横截面直径的四次方呈反比关系。

3.根据权利要求1所述的空化水射流喷嘴结构设计方法，其特征在于：步骤②中喷嘴内的流体压降与缩颈长度的4次方倒数呈正比关系。

4.根据权利要求1所述的空化水射流喷嘴结构设计方法，其特征在于：在流体压强p随缩颈长度L呈等比例变化情况下,喷嘴横截面内径d与缩颈长度L之间的函数关系：根据p＝其中k₁为比例常数，

变形可得，

5.根据权利要求1所述的空化水射流喷嘴结构设计方法，其特征在于：在流体压强p随缩颈长度L呈线性变化情况下,喷嘴横截面内径d与缩颈长度L之间的函数关系：L＝k₂-k₃p²或其中k₂，k₃为常数，

则

可得，