基于CFD的洗扫车水力系统的喷嘴分析与优化

朱玉伦，郝淑英，刘 君，张琪昌

（1.天津理工大学a.天津市先进机电系统设计与控制重点实验室，b.机电工程国家级实验教学示范中心，天津300384；2.郑州宇通重工有限公司，郑州450001；3.天津大学天津市非线性动力学与控制重点实验室机械工程学院，天津300072）

随着城市化进程加快，对高清洗效率洗扫车的需求日益增加[1]。洗扫车结合了扫路车、高压清洗车和洒水车的多重功能，对路面清扫的同时还可实现对路面的高压冲洗，清洁效果好，作业无扬尘，特别适用于城市道路等的深度清扫[2]。扇形喷嘴是洗扫车清洗设备的重要组件，其结构及结构参数直接影响射流性能、清洗质量、功率损耗和清洗成本[3]。

为更有效地提升扇形喷嘴的清洗性能，国内外学者分别采用数值模拟和试验分析两种方法对结构参数影响射流性能进行了研究。梁博键等[4]研究了出口扩张角等结构参数对射流性能的影响，得出了能够使喷嘴获得较好的清洗效果的结构参数。欧阳联格等[5]采用数值模拟的方法研究了射流过程中入口压力等参数对清洗效果的影响规律。王国志等[6]研究了切槽形状和加工方式对清洗效果的影响。于兰英等[7]运用Fluent的流体体积（volume of fluid，VOF）两相流模型对不同出口直径的扇形喷嘴在不同压力下的打击力和动压进行了比较分析，研究发现喷嘴直径和压力的增大都会使打击力增大。李喆等[8]分析了打击距离和打击角度对清洗效果的影响，从而确定了更为合理的射流参数。……