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喷嘴雾化技术进展

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《工业加热》第34卷2005年第4期

401前言

雾化技术几乎已经涵盖所有的工业领域，如交通运

输、农业生产，以及人民的日常生活，除了各种燃料（气

体、液体和固体燃料）的燃烧外，雾化技术在非燃烧工

业如催化造粒、食品加工、粉末涂覆、农药喷洒方面等

也有着广泛的应用。本文主要针对液态燃料的雾化技术

进行简要的介绍。

2液体的雾化机理学说

所谓液体的雾化就是指在外加能量的作用下，液体

在气体环境中变成液雾或其它小雾滴的物理过程。对于

其雾化机理，已经有了多种解释，如空气动力干扰说，压

力震荡说，湍流扰动说，空气扰动说，边界条件突变说等，现简要介绍如下。

2.1空气动力干扰说

Castleman最早提出了空气动力干扰说，他认为，由

于射流与周围气体间的气动干扰作用，使射流表面产生

不稳定波动。随速度增加，不稳定波所作用的表面长度越来越短，直至微米（1~24~6

《工业加热》第34卷2005年第4期

41机械雾化、介质雾化、特殊喷嘴雾化。

3.1机械雾化

机械雾化主要是靠燃油在压力差作用下产生的高速

射流使燃油得到雾化，它又可细分为直射式、离心式和

旋转式雾化，如图1所示。

图1机械雾化喷雾机理直射式雾化和离心式雾化可统称为压力雾化。由于

直射式主要依靠燃油的喷射达到雾化的目的，因此油压

的要求比较高，而且喷孔直径越大雾化越粗，故喷孔直

径不能太大，流量调节范围比较小。离心式雾化是利用

高压液体经旋流装置产生的离心力产生液膜，被空气破

碎而雾化。离心式雾化的效果优于直射式雾化，但是它

同样需要较高的供油压力，因此它们都不适合于雾化高

粘性燃油。

旋转式雾化大体上分为旋转体型和旋转喷口型两大类，而旋转体形又分为转杯式和旋盘式。转杯式雾化是

将燃油喷入圆锥形转杯的前端，借助高速旋转的转杯将

燃油展成薄膜，由“离心力喷雾”和“速度喷雾”的综

合作用而雾化燃油。在国内主要应用于工业炉和锅炉上。

同理，旋盘式雾化是依靠高速旋转的圆盘来雾化燃油，它

目前主要应用于喷雾干燥领域。小型燃气轮机的折流燃

烧器上采用的离心甩油盘是典型的旋转喷口雾化，它的

雾化质量主要是高速旋转产生的巨大离心力作用在贴壁

燃油具有极高当量压强，使甩出的燃油径向速度特别高。

3.2介质雾化

介质雾化根据介质不同又可分为蒸汽雾化、空气雾

化，根据雾化方式的不同又分为气动雾化和气泡雾化。

气动雾化依靠一定压力的气体（压缩空气或蒸汽）形

成高速气流，使气体与燃油之间形成很高的相对速度以

达到雾化的目的。其优点是可以在较低的供油压力下获

得良好的雾化效果，在使用高粘度燃油时仍然可以获得

较高的雾化质量，并且工作状况可以在较大的范围内调节。

气泡雾化是20世纪80年代初由A.H.Lefebvre提

出的一种新型气动雾化方式，它是把压缩空气以某种适

当的方式注入到液体中，并使两者在喷嘴混合室内形成

稳定的泡状两相流动，在离开喷嘴出口极短的距离内由

于气泡内外压差的剧烈变化，促使它急剧膨胀直至破裂，

从而将包裹在其周围的液膜进一步破碎成为更加细微的

液雾颗粒，如图2所示。由于气泡雾化的耗气量少、雾

化质量高、雾化效果基本不受出口直径影响，因此比较

适合雾化重、渣油等高粘度液体燃料。

3.3特殊喷嘴雾化

特殊喷嘴一般采用超声波、电磁场、静电作用等原

理进行雾化。

超声波雾化也称为超声振荡雾化，其雾化机理比较

复杂，有关人士认为超声波雾化的原理是：超声波气流

进入谐振腔产生高频压力波，该波传到液体表面引起振

动产生超声波，由振动振幅所造成的波峰把液滴从表面

分离和破碎，随着超声波频率的增加雾化液滴越来越细，

一般在超声波的振动频率作用下可获得几微米级的燃料雾滴。由于超声波的雾化性能一般要优于其它雾化方

式，其雾化滴径较小（在100《工业加热》第34卷2005年第4期

42速发展和广泛应用，人们开发了许多新的光学测试技术，

如激光全息测雾技术、激光散射测雾技术、激光相位多

普勒测雾技术等非接触式的测量方法等，都具有不干扰

流场、时间和空间分辨率高的优点，实现了喷雾测量的

三维性和实时性，为深入研究喷嘴提供了强有力的测试手段。激光与计算机相结合，已成为现代光学的特

点，表1对各种现代的光学测雾方法进行了比较。

表1现代光学测雾方法比较

类别原理仪器（方法）功能特点应用

成

像

法激光显

微照相激光显微照相

机可测量雾滴滴径及速度(两

次脉冲曝光)

仅可测5

m

激光全

息照相可得到喷雾三维图像

比显微照相的探测区大

可测雾滴尺寸、速度

分辨率2

m,200m/s

的雾滴仅限于测SMD分

布，测量误差大

绕射散

射光原

理马尔文粒子分

析仪(Malvere)

国产FAM仪可测雾滴尺寸、分布

可测1～180088/14

《工业加热》第34卷2005年第4期

431前言

与推钢式加热炉相比，步进式加热炉有着加热灵活、

加热质量好、炉长不受限制、操作方便和便于实现自动化操作等优点，已经成为新建轧钢加热炉的首选炉型。

但由于水冷梁的存在容易使钢坯留下水冷黑印，影响钢

坯加热品质和其后的轧制质量。如何降低钢坯内部温差，消除或减小“黑印”，一直以来是冶金工作者十分关注的

一个问题。

本文对加热炉内钢坯加热升温过程进行数值模拟，并

编制了钢坯温度场模拟软件。着重研究了水冷梁冷却效

应对钢坯加热过程的影响，分析了钢坯黑印温差与水冷

梁滑轨结构、滑轨高度和滑轨质材等的关系，并得到了

不同工况下钢坯出炉温度分布和黑印温差比较结果。计

算结果详细合理,为步进式加热炉的优化设计、消除水冷

黑印提供了科学的依据。步进式加热炉内钢坯水冷黑印的模拟研究

赵燕，刘向军，李霞，陈雷

（北京科技大学热能工程系，北京100083）

摘要：采用全隐式有限差分法，建立了步进式加热炉内钢坯温度场的数值计算模型，编制了钢坯加热过程的模拟软件。分别对不同

工况下的钢坯加热过程进行模拟计算，得到了滑轨结构、滑轨高度和滑轨质材等对钢坯出炉温度分布和黑印温差的影响。为消除黑

印，提高钢坯加热质量提供了科学依据。

关键词：加热炉；钢坯；水冷黑印；数值模拟

中图分类号：TG306；TG307文献标识码：A文章编号：1002-1639(2005)04-0043-04

TheoreticalStudiesontheWater-coldedBlackMarkofSteelSlabinaWalkingBeamTypeReheatingFurnace

ZHAOYan，LIUXiang-Jun，LIXia，CHENLei

（ThermalEngineeringDepartment,UniversityofScience&TechnologyBeijing,Beijing100083，China）

Abstract：Amathematicalmodelfornumericallysimulatingthetemperaturedistributionofsteelslabinawalkingbeamtypereheatingfurnace

isestablishedbyusingthefinitedifferencemethod.Acomputationalsoftwareforstudyingtheheating-upprocessofsteelslabisdeveloped.

Theheating-upprocessesofsteelslabindifferentoperatingconditionsaresimulated，andtheeffectsofslidestructure,slidehighnessand

slidematerialonthetemperaturedistributionarestudied.Theseresultsarereasonableandofferscientificbasesforresolvingtheblackmark

andoptimizingoperationofslabheating-up.

Keywords：reheatingfurnace；steelslab；water-coldedblackmark；mathematicalmodel

拟的不准确性，对燃油喷雾过程的数值模拟必须与试验

测量技术、流体力学理论、应用数学、计算机技术的发

展紧密配合，充分吸取这些领域的成果，不断完善对喷

雾过程的反映，而喷雾过程数值模拟的进步也能为相关

领域的发展提供可参考的信息。

参考文献：

[1]BRACCOFV.ModelingofEngineSpray[R].SAEPaper.

850394，1985.

[2]REITZRD,BraccoFV.MechanismofAtomizationofaLiquid

Jet[J].Phys.Fluids.1982，25(10)：1730-1742.

[3]解茂昭.内燃机计算燃烧学[M]．大连：大连理工出版社，

1996．8-15.

[4]安仲生，吕承玉，李国祥，等．柴油机燃油雾化及蒸发理

论的发展[J]．山东内燃机，1998，（1）：7-11.

[5]汪海清，刘永长，贺萍，等．燃油喷射雾化机理的探讨

[J]．燃烧科学与技术，1995，1（3）：281-285.

[6]杜青，丁宁，金中国，等．加热条件下泰勒模式液膜射流破碎的模式特征研究[J]．燃烧科学与技术，2003，9

（5）：414-418.

[7]赛翰．喷嘴技术的发展和新型喷嘴技术[J]．北京节能，

1996，（5）：20-21.

[8]候凌云，候晓春．喷嘴技术手册[M]．北京：中国石化出

版社，2002.

[9]LEFEBVREAH.SprayCharacteristicsofAerated-LiquidPres-

sureAtomization[R].AIAA-87-0063,1983.

[10]马其良，张松寿．超声波雾化油喷嘴雾化性能的试验研究

[J]．工业炉，2000，22（2）：6-7.

[11]胡小平，周进，黄玉辉，等．气液同轴式喷嘴缩进比对

雾化细度影响的实验[J]．国防科技大学学报，1996，18

（3）：16-19.

[12]王德忠，黄震，张连方．激光技术在燃油喷雾测试中应

用的进展[J]．激光技术，1995，19(1)：27-32.

[13]于建文，刘晓东，黄金瑞．几种先进测量技术浅析[J]．锅

炉制造，2002，（3）：79-80.

[14]李向荣，苟晨华，孙柏刚，等．柴油机喷雾混合过程数值

模拟的发展与现状[J]．车用发动机，2004，（4）：

2-4.

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喷枪的雾化技术及其发展趋势(上)

喷枪的雾化技术及其发展趋势(上)

当涂料涂覆于各种质材的工件表面　时，要获得良好雾化的涂料取决于许多因　素。涂料、喷枪的选择和喷涂技法无疑是　最重要的。对喷涂工具——空气雾化喷枪　的详尽了解是获得高质量涂装效果最好的　方法。　１．三种主要的喷枪进料方式　喷枪输送涂料的主要方式包括：重　力式（上壶）；虹吸式（下壶）；压送式三种　方式（图１）。　（１）重力式　（上壶）喷枪的涂　料壶设计在喷　枪上部，涂料是　依靠自身重力　加上压缩空气，　在通过喷嘴及　（上）　

●文／江苏张湘衡　

风帽时形成文丘里效应，产生真空，令涂　料喷出。　（２）虹吸式（下壶）喷　枪则主要依靠文丘里效应　将涂料从虹吸杯（下壶）中　抽取出来，因此在同样的　条件及涂料流量要求下，　虹吸式喷枪的喷嘴口径要　比重力式喷枪的要大。　（３）压送式喷枪的　涂料输送则是依靠涂料输　

用惰性气体保护焊塞焊时，表面亦需处　理。新的点焊点要较原先的点焊点增加　２Ｏ％～３０％，转角处不焊，以避免结构变　形、变性。　般车身后翼子板上的原电阻点焊　点的直径不会大于　８ｍｍ，依点直径的　大小选用　６．５ｍｍ或　７．５ｍｍ的孔锯钻　削即可，新的后翼子板上的焊孔可使用　６ｍｍ或　７ｍｍ。成熟的焊接技艺可使　得：原孔　６ｍｍ焊成型后的结点在　７ｍｍ～　８　５ｍｍ之间；原　７ｍｍ的　焊成型后的结点直径在　８　５ｍｍ～　１Ｏｍｍ之间，“二次更换”时也将方便　钻削，而不损及其他联接结构件，有效保　持原车的结构件品质与性能。纵深位的　焊点、焊缝还需使用ＰＵ结构胶处理，以　防锈蚀。　新的后翼子板的切割可使用气动切　割锯或手锯锯割，切忌使用氧乙炔焰焊　割。新的后翼子板与车身之间的联接应使　用联接件。锯缝应使用惰性气体保护焊连　续焊接。联接件与新的后翼子板、原车身　应使用钻孔塞焊技术。联接位的表面处理　必须使用可透焊底漆或底剂处理。　在对车身后翼子板进行更换修复时，　采取以上所提及的步骤方法以及钻削、切　割、焊接技Ｉｊ技艺，是方便该件在不幸遭　遇“二次碰撞损伤”后的“二次更换”。同　时也有效的保证了“二次更换”后车身的　品质和性能。ｔ　（实习编辑尹鸿仙）　送设备来进行的，一般通过涂料压力罐或　隔膜泵来进行。由于涂料是压送出来的，　而且可通过施加不同的压力来调节涂料流　量，所以一般选用的喷嘴ＩＺＩ径较上述两类　喷枪更小。　２，喷枪的部件　喷枪基本结构包含枪身、喷嘴套装　（风帽、喷嘴和枪针，简称三件套）、控制　

喷雾干燥技术中雾化方式对产品质量和形态的影响

喷雾干燥技术中雾化方式对产品质量和形态的影响

喷雾干燥技术中雾化方式对产品质量和形态的影响

Peter Walzel

喷雾系统主要用于微粒的形成和喷雾模式的选择。我们讨论过不同喷雾器形成最重要的雾化特性。就气动喷雾器来言，其夹带很低而且均匀混合喷射，喷射时会带有细小颗粒与大颗粒少量分离现象的发生。用旋转式雾化器在出现较大喷雾倾角时会产生气体与喷雾之间强烈的相互作用。我们了解到，雾化颗粒的形态在一定程度上主要取决于干燥速度以及雾沫量。

关键词：颗粒形态， 喷雾干燥，喷雾形式，喷雾过程

1、前言

喷雾干燥是一种广为人知并广泛应用在将液体雾化干燥成自由流动的粉状或颗粒状制品的处理加工技术。这项技术已得到较好的方案制定，技术基础也为人们所接受。Masters的有名著作《喷雾干燥技术手册》一直以来都是任何关于喷雾干燥技术和特殊观点的问题的标准解答信息。与之相比在此技术上的扩展知识就体现在Mujumdar所著的《工业干燥技术手册》一书中。

近几年来，在世界方位内相当大量的技术作业都需要微粒制造技术的应用。雾化干燥后微粒的结构、还有制造出应用于各种不同用途的粉末都受到许多因素的影响，例如，参与雾化干燥物料的属性不同、雾化设备操作的不同以及喷雾干燥塔中的干燥条件不同等。

经过喷雾干燥塔处理后颗粒的大小、活动状态以及与热空气的接触程度都由物料的性质以及干燥率来决定。雾化加工中首先表现出技术操作结果的就是颗粒的大小。当料液由液体转化为固态颗粒状态时，就是对在液料泵中形成操作结果所要求的固体浓缩物的干燥处理。根据经过干燥步骤的固态颗粒的孔隙度ε、质量以及平衡量，我们可以得到微粒的大小：

其中，ρ1代表液体密度，ρs代表纯固体原料的密度，χs是加入装置的固体质量与体积，

。

诸多尝试都是去模仿已形成的固体结构，这些研究的结果都非常有特点。实验结果还没有达到普遍性的认知，进入技术延伸领域的可能性也是未知的。实际上，固体颗粒的孔隙度ε的形成可以从微滴来判断或经过干燥剂的实验来降低，通常应在0.4~0.7的范围中浮动。

脱硝喷枪雾化原理

脱硝喷枪雾化原理

脱硝喷枪雾化原理

全文共四篇示例，供读者参考

第一篇示例：

脱硝喷枪是一种用于烟气脱硝的设备，其主要原理是利用脱硝剂溶液在高速气流中雾化，从而与燃烧烟气中的氮氧化合物（NOx）发生化学反应，将其转化为无害的氮气和水。在这个过程中，喷枪的雾化效果起着至关重要的作用。

脱硝喷枪的雾化原理可以简单地理解为，在气流的作用下，脱硝剂溶液被喷嘴雾化成微小颗粒，将其均匀地喷洒到燃烧烟气中。这些微小颗粒的表面积大大增加，使得脱硝剂与烟气中的NOx更易发生反应，从而提高脱硝效率。

脱硝喷枪的雾化原理主要包括以下几个方面：

1. 喷嘴设计：喷嘴是脱硝喷枪中最关键的部件之一，其设计直接影响到脱硝剂溶液的雾化效果。一般来说，喷嘴要具有合适的结构和尺寸，以确保脱硝剂溶液能够均匀地雾化。喷嘴的材质也要具有良好的耐腐蚀性能，以保证脱硝喷枪的使用寿命和稳定性。

2. 气流控制：气流在雾化过程中起着带动脱硝剂溶液喷洒的作用。控制气流的速度和方向是保证雾化效果的关键。合理设计气流的流动路径和压力可以有效提高雾化效率，实现燃烧烟气中NOx的高效脱除。 3. 脱硝剂溶液性质：脱硝剂溶液的性质也会影响到雾化效果。一般来说，脱硝剂溶液的粘度和表面张力要适中，以便在气流的作用下形成均匀的雾化颗粒。脱硝剂的成分和浓度也要根据具体的脱硝要求进行调整，以提高脱硝效率和降低成本。

脱硝喷枪的雾化原理是通过合理设计喷嘴、控制气流和优化脱硝剂溶液性质，实现脱硝剂与燃烧烟气中NOx的有效反应，达到减少大气污染的目的。这种技术在工业生产和环保领域有着广泛的应用前景，将对改善环境质量和保护公共健康产生积极的影响。

第二篇示例：

脱硝喷枪是用于锅炉烟气脱硝的重要设备，其雾化原理在脱硝过程中起着关键作用。雾化效果直接影响了脱硝效率，因此了解脱硝喷枪雾化原理对于提高脱硝效率具有重要意义。

脱硝喷枪是通过在烟气中喷射脱硝剂，使其与烟气中的氮氧化物发生反应，进而将其转化为无害物质。而喷枪的雾化原理主要是靠喷嘴将脱硝剂雾化成微小颗粒，以增加与烟气的接触面积，使反应更充分。

气泡雾化喷嘴技术

气泡雾化喷嘴技术

气泡雾化喷嘴技术是用气泡作为雾化的动力，利用气泡的产生、运动、变形直到出口爆破来产非常细小的液雾。与“Y”型油枪的雾化原理不同，不是通过克服液体的表面张力来达到雾化的目的。由于该油枪可调出力范围广，雾化效果好，从而实现了机组启动中提前投粉，达到以煤带油，节约机组启动用油的目的。

关键词：油枪 气泡雾化 投粉

0 引言

目前，电站锅炉油枪使用较广泛的是机械雾化技术和气动雾化技术。机械雾化技术主要靠液体本身的压力作为动能来雾化燃料，它的特点是结构简单、运行成本低，缺点是负荷变小（压力下降）时，雾化颗粒粒度迅速增加、液雾穿透能力差、雾化锥角可调性差，而且随着燃料的粘度变大，液雾的平均尺寸迅速增大。同时，在设计小流量燃烧器时，由于出口孔径太小，易堵塞、结焦。气动雾化虽然其雾化性能要优于压力雾化，但雾化耗气量太大，且无法设计火焰长度和锥角，也不能做大流量燃油喷嘴，否则燃烧效率就很低 。

1 气泡雾化原理及特点

m)，尺寸分布均匀(尺寸分布指数N气泡雾化喷嘴技术是用气泡作为雾化的动力，利用气泡的产生、运动、变形直到出口爆破来产非常细小的液雾。与上面所述的雾化原理不同，不是通过克服液体的表面张力来达到雾化的目的。对于液体燃料，如轻柴油、重柴油、重油、渣油等，粘度相差很大，而表面张力却处于同一数量级，因此，气泡雾化喷嘴对粘度变化不敏感。优点为：(1)液雾颗粒粒度小(索太尔平均直径SMD>2)；(2)雾化效果基本不受燃油粘度大小的影响，粘度使用范围宽，为70°E(即燃油需具有流动性)；(3)燃烧完全，不冒黑烟,燃烧效率达99.5%以上，燃烧产物中污染物低于国家环保局规定的各项指标；(4)火焰长度、火焰锥角、火焰形状及喷油量可按用户要求设计；（5）燃烧器不结焦、不堵塞；（6）火焰刚性强，喷射速度高；（7）雾化效果不随流量大小影响，流量调节比大，可达1:5。