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格式喷嘴的性能参数与功能定义

不管喷嘴分类是 工业喷嘴 还是农业喷嘴,也或者是 螺旋喷嘴 和 夹扣喷嘴 ,他们的作用都是一样的,就是将液体雾化喷出,不同型号的雾化喷嘴所产生的喷雾也是不同的,当然 雾化喷嘴 的喷雾质量与喷嘴性能也有很大的关系 一、 喷嘴 性能与喷雾质量参数 分类一 1
不管喷嘴分类是工业喷嘴还是农业喷嘴,也或者是螺旋喷嘴夹扣喷嘴,他们的作用都是一样的,就是将液体雾化喷出,不同型号的雾化喷嘴所产生的喷雾也是不同的,当然雾化喷嘴的喷雾质量与喷嘴性能也有很大的关系
一、喷嘴性能与喷雾质量参数
分类一
 1)喷嘴流量特性
    即喷嘴的容积(或重量)流量随供油压力而变化,qvf(qmf)=f(△pf)。它决定燃烧装置供热量或输出功率大小。对介质雾化喷嘴还应包括介质流量,它决定气液比,进而影响雾化质量。
    2)喷嘴喷雾锥角
    喷雾锥角的定义有两种规定:一是将出口中心点到喷雾炬外包络线的两条切线之间的夹角定义为雾化角a。由于喷雾炬在离喷口后会有一定程度的收缩,它直接影响到燃料在燃烧空间的分布特性。另一种工程上常用的表示法是以喷口为中心.在距喷嘴端面L处与喷雾曲面的交点连线的夹角a’,称为条件雾化角,l的取值在20mm以上,对于小流量喷嘴L=40-80mm;而大流量的喷嘴L=100~250mm为宜。a的大小将影响燃料与空气混合、燃烧性能(冒烟、积炭等)、火焰形状等。大型燃烧室a=90°-120°小型燃烧室a=50°-80°。
    3)单个喷嘴的喷雾周向不均匀度
    即在距喷嘴端面一定距离处,以喷嘴中心线的圆截面上的等分10个以上扇形区域内所收集的燃料分布的不均匀程度。喷雾的不均匀度会导致燃烧室内油气比分布失调.局部富油会增大排气冒烟,过于贫油则不利燃烧稳定性,两者均会恶化出口温度场品质和降低燃烧效率。
    4)燃油总管的流量分布不均匀 即安装在燃油总管(环形)上多个喷嘴的流量不均匀程度。
    总管燃油不均匀度对多个单管、环管、环形主燃烧室,以及加力燃烧室总的性能产生影响。 以上各性能参数的检测,一般对于定型喷嘴是在指定的油压下进行,其油压比最大工作压力稍低。对于新设计的喷嘴在需要在多个不同压力下录取参数,并且要重复2~3次。
分类二 (2)喷嘴雾化质量
    喷嘴的喷雾质量除了人们熟知的雾滴尺寸(雾化细度)及其分布(雾化均匀度)外,还包括雾滴速度、雾滴数密度、液雾体积流量、液雾体积通量等。下面将分别予以定义和说明。
    1)雾滴尺寸
    液态工质从喷嘴喷射出来后,形成尺寸差别数十倍的雾滴群体。人们研究和提出了多种雾滴尺寸评定方。
    在工程实用中,主要是下面两种:
    a.容积-表面平均直径D32(d32、SMD、索达尔平均直径)
    它的定义是:假定一群雾滴大小均相同,其直径为ds,这群假定油滴的表面积和体积与真实雾滴的表面积和体积之比相等。由d的定义可以看出,它最能反映真实的雾滴群的蒸发条件,因此最能反映干燥、燃烧属性,因此在液态工质雾化中得到广泛采用。
    b.质量中间直径D0.5(d50、dm、MMD)
    它的定义是:大于或小于这个直径的雾滴的质量各占50%,它可以从雾滴尺寸的罗辛-拉姆勒分布(累计分布)曲线上查取。
    2)雾滴尺寸分布
    在喷雾过程中所得到雾滴或分散物料(粉状、颗粒状)是由大量的服从统计规律的粒子组成的。这些过程的实验研究指出,颗粒直径的分布,一般总是具有连续的特点,并且具有一个最大值。
    人们常用雾滴尺寸分布来描述雾化均匀度(或物料分散度).具体表示方法又有许多种,它们又分为两大类:图示(曲线)法和数学函数表达式。
    a.图示(曲线)法 最为简单的是用直方图,横坐标为雾滴直径,纵坐标是在直径(DI-△DI /2)<DI<(DI+△DI/2)范围内的雾滴相对数量,或相对质量(体积)。如果△D取值很小,直方图则可变为反映雾滴尺寸分布特性的频谱分布曲线或累计分布曲线。
    频谱分布曲线是微分曲线,它是在单位尺寸(△d)范围内,也是表示雾滴的数量、相对质量、相对体积、相对面积变化曲线。这曲线具有一个最大值,曲线下面的面积为L。显然,最大与最小雾雾滴直径越接近,颗粒越均匀。而累计分布则是频谱曲线的积分图,它是表示小于给定尺寸雾滴的相对数量、相对面积、相对质量、相对容积。
    另外也需要明确两个概念:
    一是喷嘴雾化均匀度要适当,雾化均匀度太差,大雾滴数量较多,则火焰拉长,燃烧完全度降低(在有限空间内);过分均匀又会使大部分雾滴集中在某一区域,使燃烧容积得不到充分利用,另外使燃烧稳定性受到影响,特别是贫油熄火范围变窄。接近均相的混气的贫油熄火范围是很窄的,如蒸发管燃烧室就是例证。
    二是喷嘴雾化细度也不是越小越好,从强化燃烧过程考虑,雾滴尺寸小是有利的。但是过细的雾滴易随气流带走,在某一区域形成过浓的混合物,而有些空间的混气浓度过稀,也会影响燃烧完全度及稳定性。目前燃气轮机燃烧室中的雾滴直径在20~20um之间,而平均直径在40~100um为宜。 在非燃烧设备中,对雾滴尺寸细度及均匀度也是有严格要求的,例如前面介绍过的纳米材料的喷雾制备法提供的雾滴满足不了要求,尚待后续处理过程。而在不同化工、食品等喷雾干燥设备上采用的,有的要求较粗的颗粒产品,如咖啡奶粉、结块奶粉、洗涤剂等。但是它们对均匀度要求都很高。
       喷嘴性能和喷雾质量检测的重要性是出自如下原困:
    1)精心设计喷嘴时借用了一些通用曲线,如压力雾化喷嘴设计时,一般根据新选的几何尺寸,计算几何特性参数,据此查取流量系数和喷雾锥角,然后多次反复求得流量与雾化角,即使加工完全足尺寸要求,由于通用曲线包含的误差,也难于满足原要求。另外目前也总结出不少预估雾滴滴径的经验关系式,而最终加工出来的喷嘴也难于准确达到预算值,因此有必要检测。 (责任编辑:喷嘴)