压力式喷嘴雾化特性研究_李天友

气-水雾化喷嘴特性实验研究作者：谭敏来源：《硅谷》2009年第24期[摘要]为解决冷却器换热效率低的问题,提出将气-水雾化喷嘴应用于间接蒸发冷却,实验研究间接蒸发冷却器专用扇形气-水两相雾化喷嘴的特性,获得不同压力时喷嘴的雾化角和气水流量值及其变化规律,确定出最佳的喷雾气水比和雾化角等特性参数。

[关键词]地铁间接蒸发冷却雾化喷嘴雾化特性中图分类号:TQ-9文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1220125-01一、前言蒸发冷却是人类已知最早的冷却方式,随着能源短缺和环境问题的日趋突出,由于其具有节能、环保、经济及改善室内空气品质等独特优势,蒸发冷却技术越来越引起广泛的关注。

蒸发冷却分为直接冷却和间接冷却,现有的间接蒸发冷却计算模型都是基于间接蒸发冷却器表面水膜完整、均匀的重要假设,但是,由于表面张力的作用,换热器表面形成的水膜远远谈不上完整、均匀,因此,换热器换热效率低下。

为了改善换热器表面水膜的均匀性,提高换热效率,黄翔教授研究了改进布水器结构型式和包覆吸水性材料的布水效果,结果表明换热器表面润湿系数增大,提高了换热器的热质交换效率。

朱冬生教授实验研究了扭曲管和管外亲水处理的水膜分布情况,研究发现能获得较好的水膜分布。

以上几种方法可以一定程度上改善换热器表面水膜均匀性,提高换热性能,但都不可避免要增加热阻,长期使用后形成的水垢必然影响包覆吸水性材料的性能,不能从根本上解决换热器表面水膜均匀性的问题。

因此,本文提出通过气-水雾化喷嘴将水雾化后喷射到换热器表面,形成均匀完整的水膜强化换热,实验研究喷嘴喷雾气水比、雾化角等重要参数,为气-水雾化喷嘴运用于间接蒸发冷却器提供基础数据。

二、实验系统及实验方法间接蒸发冷却的关键在于换热器表面水膜的均匀性和完整性,因此,喷嘴性能对换热器表面水膜状态具有决定性的影响,它受喷雾压力、喷雾流量、雾化角、喷嘴口径等参数的影响,本文用水作为喷雾液体介质,用水泵对水提升加压,提供所需的压力,用空气压缩机提供压缩空气作为气体介质,喷嘴采用气-水两相扇形喷嘴。

气动旋流雾化原油喷嘴雾化特性的实验研究摘要：随着社会的发展，人们对原油的需求量逐渐上升，这就迫切的需要实施油田节能降耗管理，提升加热炉热效率，最大限度的降低燃料单耗，加大对气动旋流雾化原油燃烧器喷嘴的研究力度。

本文基于新型内混式气动旋流雾化原油燃烧器喷嘴的结构及雾化机理，主要阐述了其雾化特定实验的装置及内容，最后对实验结果进行分析和总结，以期更好的把握气动雾化喷嘴的特性，了解其适应范围，研究装置的最佳操作工况。

关键词：空气雾化;雾化喷嘴;实验研究液体燃烧时污染物的排放量及燃料的燃烧效率取决于燃料的雾化质量，所以研究燃烧器的冷态流场试验的关键就是燃油燃烧器的雾化。

本文借助可适性相位多普勒激光测速仪对不同雾化压力下的喷嘴特性进行分析和研究，使试验研究数据更具指导意义，为相关研究提供参考。

1 喷嘴结构及雾化机理结合边际油田的实际状况，雾化方式为旋流式的新型内混式气动旋流雾化原油燃烧器喷嘴，其工作原理为：喷嘴的中心气管四周可以喷出油，同径向喷孔喷出的空气相混合，混合气体在燃烧室中不断进行摩擦、撞击，完成第一次雾化，之后以螺旋的方式从旋流喷头通道中将混合油气喷出，在炉膛内同空气进行掺混，完成第二次雾化[1]。

2 实验研究装置及内容在试验研究模拟过程中，对油由泵进行加压处理，使原油通过压力表和流量计之后达到喷嘴，之后进行空气过滤后，将其在往复式压缩机中进行压缩，利用喷嘴内管进入缓冲罐，最后使原油同处理后的空气进行充分的混合并喷出。

可适性相位多普勒激光测速仪是实验研究的重要设备，该设备取得液体流速信息的主要依据就是照射光光波同示踪粒子光波在流体中的频差，结合由运动粒子产生的不同光频信号（大于等于2个）的相位漂移，从而对粒子的不同信息进行明确，比如：粒子时空分布状况、粒子浓度、粒子大小等[2]。

利用可适性相位多普勒激光测速仪对雾化场进行测量的过程中，涉及到多项设备和仪器，包括多个操作环节，试验研究过程主要包括：（1）对测量点的坐标数据进行编制，将编制结果传输到至find软件并保存;（2）将自动坐标架、可适性相位多普勒激光测速仪开启;（3）在find软件中将设定好的文件打开;（4）将空气压缩机开启，并保证气体在缓冲罐中达到预定压力标准，将阀门缓缓打开;（5）将离心泵开启后，对泵的输出压力进行设定，将喷嘴阀门打开;（6）根据设定值对喷嘴水压、雾化气压进行调整，当喷嘴处的喷雾达到稳定状态时，完成测量工作。

常用压力式喷嘴雾化特性及降尘性能研究王健;刘荣华;王鹏飞;谭煊昊;石佚捷;田畅【摘要】Pressure nozzles are an important component in wet dust removal equipment. To study the influence of nozzle structure on its atomization characteristics and dust-reducing effect, based on the existing experimental platform and Malvern laser particle size analyzer, three kinds of nozzles of the same aperture commonly used in underground wells (spiral type, swirling vane type, tangential direction)are selected. The pore type was systematically studied. The study found that the flow rate and range of the three nozzles increase one after another as the water supply pressure increases, and the atomization angle decreases gradually. Under the same water supply pressure, the flow rate and range of the swirl vane type nozzle are significantly larger than other two kinds of nozzles; the nozzles of the three structures all decrease with the increase of the water supply pressure, but under the same water supply pressure, the dispersion of the swirling vane type is more uniform, and the overall performance is better than that of the other two nozzles. The advantage is more conducive to contact with dust and play a dust-reducing effect. The dust-reducing efficiency of the three kinds of nozzles increases with the increase of water supply pressure. Under the same water supply pressure, the swirling vane nozzle has the best dust-reducing performance.%压力式喷嘴是湿式除尘设备里一个重要构件.为研究喷嘴结构对其雾化特性及降尘效果的影响,基于现有的实验平台及马尔文激光粒度分析仪,选用目前井下常用的相同孔径3种喷嘴(螺旋型、旋流叶片型、切向孔型)进行了较系统的实验研究.研究发现:随着供水压力的递增,3种喷嘴的流量、射程都相继增大,而雾化角都逐渐减小;在相同供水压力下,旋流叶片型喷嘴的流量及射程都明显大于其他2种喷嘴;3种结构喷嘴都随着供水压力的增加雾滴粒径不断减小,但在相同供水压力下,旋流叶片型的分散度更均匀,总体性能上要比其他2种喷嘴有优势,更有利于接触粉尘,起到降尘效果.3种结构喷嘴都随着供水压力的增大其降尘效率都逐渐递增;在相同供水压力下,旋流叶片型喷嘴降尘性能最好.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2019(050)008【总页数】5页(P36-40)【关键词】压力式喷嘴;喷嘴结构;供水压力;雾化特性;雾滴粒径;降尘性能【作者】王健;刘荣华;王鹏飞;谭煊昊;石佚捷;田畅【作者单位】湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭 411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭 411201;湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南湘潭 411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭 411201;湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南湘潭411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭 411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭 411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭 411201【正文语种】中文【中图分类】TD712近些年，响应国家现代化建设要求，先进自动化技术及大型设备越来越多的被用于工矿企业，给生产一线的员工带来便利的同时，也造成工作面产尘量急剧增多，特别是粒径小于7.06 μm 的呼吸性粉尘浓度大幅上升[1-3]。

收稿日期:2009-12-18基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(973项目)资助(2010CB227001)作者简介:李 波(1985-),男,山东滨州人,硕士研究生,主要从事喷嘴雾化和污染物控制研究工作。

三通道气力式喷嘴加压环境雾化特性试验研究李 波,黄镇宇,杜 聪,刘建忠,周俊虎,岑可法(浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,浙江杭州310027)摘 要:对三通道气力式喷嘴进行了雾化室加压环境下的雾化试验研究,分析了雾化室环境压力与其他喷嘴运行参数对喷嘴雾化性能的影响。

研究发现,雾化室环境压力的提高有利于气液两相的相互作用,可以有效降低雾化粒度平均直径,且当气耗率不变时,雾化粒径S M D 与雾化室环境压力呈负指数的幂函数关系。

关键词:三通道喷嘴;气力式;雾化;环境压力;气耗率中图分类号:TK 223.25 文献标识码:A 文章编号:1004-3950(2010)02-0015-05Experi m ental study on ato m ization perfor m ance of airblastthree channel nozzle under high a mbient pressureLI Bo,H UAN G Zhen yu ,DU Cong ,et al(State K ey L aboratory o f C l ean Ene rgy U tilization ,Zhe jiang Un i v ers it y ,H ang zhou 310027,Ch i na)Ab stract :T he ato m izati on property o f a irb l ast three channel nozzl e under h i gh a mb ient pressure w as i nv esti g ated .Itwas found tha t conti nuous i ncrease i n a ir pressure caused the decrease o f the m ean drop size t o a m i ni m u m va l ue and then var i ed not too much .A n explanati on f o r this charac teristics w as prov i ded in ter m s o f the various contri buti ng fac to rs in different process o f a t om i zati on .The results s howed that S MD was proportional to P n at a constant air /li qu i d ratio .K ey w ords :three channe l nozzl e ;a irblast ;a t om i zati on ;amb i ent pressure ;a i r /li qui d ra tio0 引 言液体燃料的雾化在锅炉燃烧[1]、烟气脱硫[2-3]及煤气化[4-5]等领域应用广泛,其中喷嘴是雾化技术的关键。

第４３卷第５期２０１２年９月　锅　炉　技　术ＢＯＩＬＥＲ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ．４３，Ｎｏ．５Ｓｅｐ．，２０１２收稿日期：２０１１－０９－１５作者简介：康振兴（１９８４－），男，硕士研究生，工程师，主要从事发电厂电力设计工作。

三通道气力式喷嘴的雾化特性研究康振兴１，黄镇宇２，刘小娜１，周俊虎２，岑可法２（１．国核电力工程设计研究院，北京１０００９４；　２．浙江大学能源清洁利用国家重点实验室，浙江杭州３１００２７）摘　要：　对于高Ｗｅｂ数的三通道气力式喷嘴，液膜射出后，自身的表面张力波动来不及发展，就被内外气体冲击破碎，这时喷嘴的运行工况和结构尺寸对喷嘴雾化的有很大的影响。

考虑了喷嘴出口处各个结构参数和气量分配比对三通道气力式喷嘴雾化的作用，并探讨了其内在原因。

关键词：　三通道；结构尺寸；气量分配比；雾化中图分类号：ＴＫ２２３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－４７６３（２０１２）０５－００１４－０４０　前　言 雾化是指通过一定的方式将连续流动的液体破碎、分裂，最终形成具有一定尺寸分布的不连续雾状液滴。

在工农业生产及航空、军事等领域，雾化得到广泛的应用，包括［１］：液体燃料在锅炉、内燃机及火箭推进器的燃烧，雾化生产金属粉末，除尘、脱硫脱硝过程等。

雾化方式根据实际需要而不同，通常有机械雾化、气力雾化及其它雾化（如超声波、电磁场等雾化）。

气力式雾化一般用来雾化高粘度燃料（如水煤浆、重油等）。

浙江大学的撞击式水煤浆喷嘴就是典型的气力式雾化喷嘴，已经成功运用于国内多家电厂水煤浆锅炉，其大型化也得到满意效果（如在南海发电Ａ厂６７０ｔ／ｈ水煤浆锅炉中）。

而水煤浆气化通常采用的三通道喷嘴，也是一种气力式雾化喷嘴。

与机械雾化相比，气力式雾化具有输液压力低和雾化粒度小等优点［２］。

关于三通道气力式雾化液膜射流在高速气体中的破碎和雾化的机理，许多学者做了研究［３］，认为环状液膜射流雾化的动力在于液体表面波的不稳定性，随着不对称表面波的增长，液膜逐渐破碎、雾化。

新型空气雾化喷嘴雾化特性实验研究徐士虎;马义【摘要】通过对含导流芯式新型空气雾化喷嘴雾化特性的实验研究,结果表明,喷嘴的有效射程、最大射程和雾化角都随气压和水压的增大而增大,水压和气压越大,雾化效果越好;雾滴粒径和气压成反比关系,另外雾滴粒径随着水压的升高先增大后减小,高水压高气压时喷嘴产生雾滴的粒径更小,对矿尘的捕集效果更好.【期刊名称】《煤》【年(卷),期】2019(028)008【总页数】4页(P11-12,76,94)【关键词】喷嘴;雾化效果;雾滴粒径【作者】徐士虎;马义【作者单位】枣庄市煤炭安全行政执法支队,山东枣庄 277000;枣庄市泉兴集团金庄煤矿,山东枣庄 277000【正文语种】中文【中图分类】V216.11随着煤矿产量的不断增加和机械化程度的不断提高，矿尘的产生量也日益增加。

矿井粉尘具有很大的危害：首先，某些矿尘具有爆炸性，其次，如果人长期在高浓度粉尘的环境中作业，容易患职业病，严重影响工人的身体健康[1]。

另外，粉尘能够加快机械磨损和腐蚀，降低巷道能见度，降低作业效率，甚至导致伤亡事故，造成经济损失，存在巨大的安全事故隐患[2]。

尽管大部分矿井已经认识到了粉尘的威胁，采取了一些积极有效的措施防治粉尘，例如，通过煤层注水、巷道冲刷、通风除尘和净化风流等；但是，这些方法受当前理论技术水平及巷道状况限制，效率较低，仍不能彻底消除粉尘的危害。

因此，为了有效降低我国煤矿粉尘危害，进一步控制尘源。

本文基于新型空气雾化喷嘴的雾化特性试验，研究空气雾化后对降尘的作用原理及影响因素，进而提出达到喷雾降尘最佳效果的外在条件，为新型空气雾化的实施、优化以及现场应用提供参考依据。

1 实验装置实验装置主要包括气泵、水箱和喷嘴等。

水箱的最大储水量为2.75 m3，水从水箱底部的管路被抽出。

因为实验需要不断变化水压，在水箱旁边设置气泵。

另外，进行空气雾化喷嘴雾化实验时需要提供空气，所以实验室也采购了空气压缩机。

压力喷嘴常温下雾化特性实验研究
金仁喜;袁江涛;杨立;王小川
【期刊名称】《海军工程大学学报》
【年(卷),期】2012(024)003
【摘要】为了满足工程中对喷嘴雾化特性测量的高精度、低成本要求,建立了喷嘴雾化特性实验系统,以自来水为雾化工质,对蒸发冷却压力喷嘴在常温、常压下的雾化特性进行了实验研究.用容积法测量了喷嘴的流量,用最小二乘法对测量数据进行回归分析,得到了喷嘴流量、雾化压力和喷孔直径之间的关联式与流量系数；用机器视觉方法测量了喷嘴的雾化锥角与雾滴尺寸,得到了雾化锥角与雾滴尺寸随雾化压力变化的规律.结果表明:随着雾化压力的增大,喷嘴雾化锥角不断增加,雾滴尺寸不断减小；随轴向距离的增大,D0.632、D0.5、D32有不同幅度的增大,而D0.9则基本不变.
【总页数】5页(P52-56)
【作者】金仁喜;袁江涛;杨立;王小川
【作者单位】海军潜艇学院,山东青岛266071;海军潜艇学院,山东青岛266071;海军工程大学船舶与动力学院,武汉430033;海军工程大学船舶与动力学院,武汉430033
【正文语种】中文
【中图分类】U664
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组合型压力旋流式喷嘴的雾化研究摘要：组合型压力旋流式喷嘴广泛应用于液体雾化领域，该型喷嘴可使液体在其内部形成高度非定常性的涡流运动，液体随后从喷嘴出口射入外界气体介质中，破碎成细小的液滴群。

采用组合型压力旋流式喷嘴，可以有效地控制液体喷雾的分布范围，使得液体的传热、传质过程得以强化，提升雾化效果。

鉴于此，本文将重点阐述组合型压力旋流式喷嘴的工作原理与雾化特性。

关键词：压力旋流式喷嘴；喷雾；雾化特性引言组合型压力旋流式喷嘴通过迫使流体介质高速旋转，可将液体雾化成细小的液滴群，以增加液体介质的表面积，广泛应用于内燃机、除尘、消防、化工、冶金等领域，因此需要对雾化过程背后的复杂机理与特性进行清晰地阐释，以更好地优化和改进组合型压力旋流式喷嘴的结构和雾化效果。

1组合型压力旋流式喷嘴的基本结构1.1子喷嘴结构组合型压力旋流式喷嘴基本结构通常是由三至五个压力旋流式子喷嘴组合而成，子喷嘴的结构主要包括进口、旋流室、收敛段以及出口,常见的结构参数有切向进油口的个数与面积、旋流室的尺寸、旋流槽倾斜角度、收敛段角度以及平直出口段的长径比等[1]。

图1 子喷嘴基本结构1.2组合型喷嘴结构通过在同一个进料喷头上安装三至五个压力旋流式喷嘴，以组成旋流组合式燃油雾化喷嘴，各子喷嘴的轴线与喷头的中心线呈适当的结构夹角，朝向各不相同，改变子喷嘴的数目、轴向分布以及各子喷嘴与喷头的结构夹角，可以组合成不同类型的喷嘴。

图2 组合型压力旋流式喷嘴基本结构2组合型压力旋流式喷嘴的雾化原理在探究该型喷嘴的雾化特性时，需首先分析液体的雾化原理，在组合型压力旋流式喷嘴的液体雾化过程中，液滴的形成直接来源于喷嘴内部的液体流动和喷嘴出口处液体结构的破碎。

2.1喷嘴内部的雾化机理从理论和实验两方面对喷嘴的雾化进行深入的研究，首先需要考虑压力旋流式喷嘴内部的液体流动状态[2]，其中包括喷嘴内部空气柱的形成与振荡、喷嘴收敛段内液膜表面不稳定性的影响，都对液体的雾化有着重要的影响。

压力式喷嘴雾化特性测定实验装置
田昌;胡晓红;赵志军
【期刊名称】《实验技术与管理》
【年(卷),期】2017(034)010
【摘要】为更好理解燃料雾化特性对于燃烧过程的影响,以微型燃气轮机喷嘴组为研究对象,搭建了喷嘴雾化特性测定实验装置.实验装置主要针对压力式喷嘴设计,在测量方法上,选用可视化的图像处理技术作为雾化参数测定手段.通过对拍摄得到的雾化颗粒的投影图像经过图像处理和特征提取,得到颗粒的粒径和浓度信息.测试实验结果,颗粒粒径测试结果与产品厂家提供参数相近,结果可信,也表明该实验装置可用于研究喷嘴组雾化特性.
【总页数】4页(P75-77,87)
【作者】田昌;胡晓红;赵志军
【作者单位】上海理工大学能源与动力工程学院,上海 200093;上海理工大学能源与动力工程学院,上海 200093;上海理工大学能源与动力工程学院,上海 200093【正文语种】中文
【中图分类】G482;TK413.8
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