PDF《流体动力式超声波喷嘴雾化特性的实验研究》

1 所示 , 超声波声强高达

160 dB 以上.压缩空气从 空气压缩机出来后 , 通过管路 , 由进气口进入流体 动力式超声波雾化喷嘴 , 再经导流器 , 从喷嘴和中 心杆形成的环形通道喷出 , 气流在喷嘴出口处达到 音速.液体由泵加压后由进油口进入超声波雾化喷 嘴,通过壳体上的切向孔 , 从壳体和喷管外表面形 成的环形喷孔喷出.气体以音速从喷嘴喷出 , 发出 稳定激波 , 当激波下游存在钝体时 , 激波出现一定 频率压力脉动.在激波下游设置固定频率与该脉动 波的频率相同的共振腔 , 利用共振 , 可大大增强压 力脉动幅值 , 利用激波和共振腔共同作用发出超声 波.通过超声波的振动作用 , 流体可以得到良好的 雾化. 图1流体动力式超声波喷嘴结构示意图 1― 壳体 ;

2― 导流器 ;

3― 喷嘴 ;

4― 中心杆 ;

5― 共振腔 笔者对其进行了冷态雾化实验.用油来做雾化 实验有 3个缺点 : 条件实现难 , 需要额外的加热措 施和保温措施 ;

环境污染大 ;

经济性差.水的流动 性能和高温重油比较接近 , 所以采取一种经济有效 的方式进行实验 : 先用水做雾化实验 , 分析喷嘴的 性能 , 找出最佳雾化时的参数变化范围 , 然后在此 范围内利用重油来做进一步实验 , 以测验喷嘴的实 际工作效果 , 分析喷嘴性能. 11水雾化实验 (1) 水雾化实验系统与设备 喷水雾化实验 流程如图 2所示 , 总实验系统共分 3部分 : 水路系 统、压缩空气系统和粒径测量系统.粒径的测量系 统采用 LS―2000分体式激光雾化液滴粒径分析仪 对雾化粒径进行测量和分析 , 激光测量法的理论基 础是米氏理论 , 其基本原理是 : 1束光穿过 1颗粒 系 (稀相 ) 由于受到颗粒的散射和吸收 , 其散射 光与颗粒的大小及浓度相关 , 根据所测的散射光强 度,求得颗粒系的粒径大小及分布.测量信息通过 数据线连接到电脑上进行分析 , 测量结果以数理统 计的形式表示出来 , 可以表示成 DN

50、DV

50 和D32.DN 50是数目中位径 , 其物理意义是大于或 小于该直径的颗粒的数目各占颗粒总数目的 50%. DV 50是按体积平均得到的平均粒径 , 其物理意义 是大于或小于该直径的颗粒的体积各占颗粒总体积 的50%.D32是索太尔平均直径 , 其意义是设想 一个直径为 D32的单分散颗粒群 , 它的体积与表 面积均与被测量的颗粒相同.D32是应用广泛的平 均粒径之一 , 用它来表示雾化粒径最好 [

4 ] . 图2水雾化实验系统流程图 (2) 水雾化实验结果与分析 实验过程中 , 用电脑记录每个工况下的雾化粒径 , 同时在笔记本 上写下每个工况下各个对应仪表的读数.根据这些 记录 , 做了数据处理和实验分析 , 结果如图 3和图 4所示. 图3雾化粒径随气压的变化 (pl =

018 MPa, L =

40 mm) 图4雾化粒径沿程变化 ( pl =

018 MPa, pa =

018 MPa) 通过图 3进行分析可以得到 : 可以利用分体式 激光雾化液滴粒径分析仪测量雾化粒径 , 且效果比 较好.利用 3种粒径表示方式 DN

50、DV 50和D32 进行分析 , 结果相同.当水压保持不变时 , 水的雾 化粒径随风压的增大而减小 , 但当风压增大到一定 值时 (017~018 MPa) , 再增大风压 , 雾化粒径变 化不大.这表明风压的大小对雾化粒径的影响比较 大.主要原因是 : 管路不变 , 风压的大小影响风的 流速 , 风速小 , 超声波声强较低 , 雾化效果差 ;