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文章語(yǔ)言部分：
霧化噴嘴在燃燒工程領(lǐng)域、化學(xué)工業(yè)以及航空航天領(lǐng)域中被大量的使用，而在化學(xué)工業(yè)應(yīng)用中對(duì)噴嘴的需求最為頻繁。比如常用的噴霧干燥器中就應(yīng)用了空氣霧化噴嘴、直射式噴嘴以及離心機(jī)械霧化噴嘴，其中以空氣霧化噴嘴應(yīng)用最為廣泛。
一直以來，不論是燃燒工程還是化學(xué)工業(yè)應(yīng)用的霧化噴嘴大多數(shù)以大流量噴嘴為主，工作于粗的霧化粒度條件下。而對(duì)于最近正在研制的新型表面改性機(jī)械設(shè)備而言，卻需要霧化牲度小于10微米并以精細(xì)狀態(tài)噴出。
無論是常裕公司還是國(guó)外企業(yè)，在精細(xì)空氣霧化噴嘴的設(shè)計(jì)上，還是以經(jīng)驗(yàn)、試驗(yàn)為主。理論上，運(yùn)用超音速氣流霧化是實(shí)現(xiàn)精細(xì)霧化噴嘴的理想方法，但迄今為止，這類噴嘴尚無一套科學(xué)的理論計(jì)算方法。下面我們采用內(nèi)混式空氣霧化噴嘴和三流路氣一液一氣臨界空氣霧化噴嘴進(jìn)行精細(xì)霧化噴嘴的實(shí)驗(yàn)。內(nèi)混式空氣霧化噴嘴內(nèi)流路為液路，外流路為音速霧化氣路，三流路氣一液一氣臨界空氣霧化噴嘴中間流路為液路，內(nèi)流路為一次亞音速氣路，外流路為超音速二次霧化氣路。
精細(xì)霧化噴嘴實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)原理
精細(xì)霧化噴嘴實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分為水路、氣路、噴嘴實(shí)驗(yàn)槍體、液霧測(cè)試系統(tǒng)4部分。霧化的粒度分布用2200型馬爾文激光粒度儀測(cè)定，對(duì)粒度分布采用R一尺分布，當(dāng)采用尺一只分布時(shí)，計(jì)算機(jī)可以將原始數(shù)據(jù)擬臺(tái)，直接給出分布方程中的X和N兩個(gè)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在進(jìn)行內(nèi)混式空氣霧化噴嘴實(shí)驗(yàn)時(shí)，只開外氣路和液路在進(jìn)行三流路臨界空氣霧化噴嘴實(shí)驗(yàn)時(shí)，內(nèi)外氣路及液路同時(shí)參與工作。
精細(xì)霧化噴嘴實(shí)驗(yàn)過程
內(nèi)混式空氣霧化噴嘴實(shí)驗(yàn)
根據(jù)現(xiàn)有的資料分析，對(duì)空氣霧化噴嘴而言，影響霧化細(xì)度的主要因素是氣流速度。因此，本實(shí)驗(yàn)主要從氣孔直徑、氣孔數(shù)目、氣液比、氣壓4個(gè)方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。實(shí)驗(yàn)條件：噴嘴出口直徑2.5mm，噴嘴液孔直徑1.0mm，氣液交角60度噴液量30kg/h。
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編號(hào)
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影響因素
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結(jié)果分析
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氣孔直徑對(duì)霧化的影響 | 在噴嘴其它幾何因素（氣孔個(gè)數(shù)均為4）不變時(shí)，在相同的工況條件下，噴嘴霧化細(xì)度隨氣孔直徑的增大而減小。在氣液比為0.4，氣壓為0.5MPa時(shí)，其霧化細(xì)度均已在10微米以下，表明此時(shí)出口速度已達(dá)音速，混合腔壓力也已逐漸達(dá)到并超過臨界壓力比。 |
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氣孔數(shù)目對(duì)霧化的影響 | 噴嘴霧化細(xì)度MMD隨氣孔個(gè)數(shù)的增多而藏小。當(dāng)氣孔數(shù)大干6時(shí)，霧化細(xì)度減小趨勢(shì)變緩。當(dāng)氣孔數(shù)在4～6之間時(shí)，平均霧化細(xì)度MMD基本上在10微米以下，表明此時(shí)再增加混合腔內(nèi)氣流與液流接觸面積，對(duì)霧化細(xì)度MMD已不再起主要作用，混臺(tái)腔內(nèi)壓力已達(dá)臨界值，MMD下降趨勢(shì)變緩。 |
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氣壓對(duì)霧化的影響 | 當(dāng)氣壓由0.2MPa增至0.5MPa時(shí)，MMD由25微米下降至7微米左右；當(dāng)氣壓值繼續(xù)增加，超過0.5MPa后，曲線變平緩，此時(shí)再增加氣體壓力也不會(huì)使霧化進(jìn)一步變細(xì)．表明此時(shí)噴嘴出已達(dá)音速，在這種狀態(tài)下，高速氣流的出口速度對(duì)霧化起決定性的像用，此時(shí)氣液比的變化對(duì)MMD影響不大。 |
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氣液比對(duì)霧化的影響 | MMD隨氣液比的增大而減小，當(dāng)氣液比增至0．4后，繼續(xù)增大氣液比．其霧化細(xì)度沒有明顯的變化，而且在相同氣液比下，液壓值的變化對(duì)霧化沒有明顯的影響，影響霧化質(zhì)量的主要因素是氣流速度。在一定氣液比（Wa/Wf>O.3）下，霧化細(xì)度均能達(dá)到10微米下。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，霧化細(xì)度MMD隨液孔直徑變化不大；在噴嘴達(dá)臨界值后，MMD隨液壓幾乎沒有變化。 |
小結(jié)
1、內(nèi)混式空氣霧化噴嘴的霧化細(xì)度隨氣孔直徑的增大而減??；隨氣孔個(gè)數(shù)的增多而減小，但氣孔個(gè)數(shù)的增加有一適宜值，對(duì)不同噴嘴而言不同。本噴嘴舶氣孔個(gè)數(shù)在4～6范圍為宜。
2、內(nèi)混式空氣霧化噴嘴的MMD隨氣液比、氣壓的增加而減小，但氣液比、氣壓的增加有一極限值，此時(shí)混合腔壓力選臨界值．氣流出口速度選音速，曲線變平緩，再增加氣液比、氣壓值已無意義。
三流路臨界空氣霧化噴嘴實(shí)驗(yàn)
在液路、內(nèi)氣路、外氣路分別設(shè)置旋流器，旋流器的旋角分別為35度、45度、55度，旋向分左旋和右旋兩種。實(shí)驗(yàn)條件：噴嘴內(nèi)氣路噴口孔直徑3mm，液路噴口直徑5mm，噴液量50kg/h。
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編號(hào)
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影響因素
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結(jié)果分析
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內(nèi)氣路旋向、旋角幾何因素對(duì)霧化的影響 | 在內(nèi)、外氣路共同工作時(shí)，內(nèi)氣路氣流旋向?qū)F化細(xì)度的影響與液體旋角和外氣路氣流旋角有關(guān)。同樣在液流小旋角（35度）時(shí)，外路氣流旋角大（55度），內(nèi)路氣流逆旋的霧化效果好；外路氣流旋角?。?5度），內(nèi)氣流逆旋的霧化效果比順旋的效果好。同樣在液流大旋角（55度）的情況下，內(nèi)路氣流旋向?qū)F化細(xì)度的影響基本上不受外路氣流旋角的限制，即無論外路旋角大小如何，內(nèi)氣路逆旋的霧化效果比順旋的要好。 |
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外氣路旋向、旋角對(duì)霧化的影響 | 在內(nèi)、外氣路流量比較小時(shí)，外氣流旋向、旋角對(duì)霧化的影響比較明顯。外氣路旋角大（55度）的情況比旋角小時(shí)（35度）霧化效果好；外氣流與水路同旋向時(shí)霧化性能比反旋向時(shí)要好。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，液路旋流器大旋角（55度）時(shí)比小旋角（35度）時(shí)霧化效果要好一些。在不同的液路旋角下，MMD曲線變化不多，隨氣液比增大，四條曲線幾乎重臺(tái)，說明旋角大小，對(duì)最終霧化影響并不顯著，與內(nèi)、外空氣流路旋角對(duì)霧化的影響相比居次要地位。對(duì)空氣霧化噴嘴而言，提高噴嘴霧化性能的關(guān)鍵在子空氣流路。 |
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內(nèi)、外氣路共同工作時(shí)，內(nèi)外氣量分配對(duì)霧化的影響 | 內(nèi)氣路與外氣路流量之比分為5種方式：4：0、3：1、2；2、l：3、0：4。噴嘴在外氣路加空氣旋流器的情況下，只要在有內(nèi)氣路工作時(shí)候，內(nèi)氣流量越大，霧化效果越好，極限攮提-g只開內(nèi)氣路，霧化救果最佳。而氣路分配的空氣流量越多，霧化質(zhì)量越惡化。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在無內(nèi)氣路工作，只開外氣路時(shí)，霧化還是有相當(dāng)韻質(zhì)量。這實(shí)際上襲明．內(nèi)氣路經(jīng)常起著霧化的承擔(dān)者，而外氣路反而顯得多余，只起到擴(kuò)大液霧錐角的作用。實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)．在外氣路不裝空氣旋流器的情況下，雖然外氣路的霧化作用仍然次于內(nèi)氣路，但霧化質(zhì)量卻好得多。此時(shí)，由于氣流不旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，措超音通道射出，呈倒錐狀與一次霧化粗液霧相交，由于這種空間相交方式較直接，相對(duì)于內(nèi)外氣路匹配關(guān)系不好的外路加旋的噴嘴形式來說．外氣路對(duì)次初液霧的霧化作用要大，因此霧化效果比較理想。實(shí)際上，外氣錐能否與內(nèi)氣霧化形成的初始液霧有救地匹配便成為霧化的關(guān)鍵。從實(shí)驗(yàn)中可知，對(duì)本噴嘴而言，在調(diào)節(jié)內(nèi)外氣路氣量及氣液比，在一定的液壓及氣壓條件下，能使霧化細(xì)度小于10微米，完全能滿足精細(xì)霧化的要求。 |
小結(jié)
1、三流路臨界空氣霧化噴嘴在內(nèi)外氣路共同工作時(shí)，由于受多種因素時(shí)影響，其霧化規(guī)律較復(fù)雜，并不存在某種單一的變化規(guī)律。但在內(nèi)氣路單獨(dú)工作時(shí)，其MMD隨氣流速度增大而減?。珰饬魉俣冗_(dá)一定程度時(shí)，霧化細(xì)度曲線變化趨于平緩，此時(shí)內(nèi)氣流量和速度是影響霧化的主要因素。
2、三流路臨界空氣霧化噴嘴在外氣路單獨(dú)工作時(shí)，氣路與液路旋向相反，霧化效果好；液體旋角在一定范圍內(nèi)對(duì)霧化細(xì)度影響不明顯。
精細(xì)霧化噴嘴實(shí)驗(yàn)結(jié)論
內(nèi)混式空氣霧化噴嘴與三流路臨界空氣霧化噴嘴在一定的幾何結(jié)構(gòu)及調(diào)節(jié)工況參數(shù)條件下都能獲得精細(xì)霧化的效果，平均霧化細(xì)度均能在10微米以下．完全能滿足精細(xì)霧化技術(shù)的要求。
