基于正交试验的内混式空气雾化喷嘴结构参数优化

为掌握结构参数对内混式空气雾化喷嘴雾化特性和降尘效率的影响规律,从而获得经济合理的喷嘴结构参数,采用自行设计开发的喷雾降尘试验平台,应用正交设计方法,开展了不同结构参数组合下的喷嘴雾化特性及降尘效率试验。试验结果表明:随着液体帽注水孔直径的增大,喷嘴水流量不断增加,而气流量不断减小;喷嘴气流量随液体帽注气孔数量增加而增大,喷嘴水流量受液体帽注气孔数量的影响较小。当逐渐增大注水孔直径时,索太尔平均粒径(Dsm)不断增大;Dsm随着注气孔数量的增加呈现出先减小后增大的变化规律,当注气孔数为4时达到最小值,雾化效果最好;空气帽出口直径为2.0 mm和2.5 mm时,喷嘴雾滴粒径较小。全尘和呼吸性粉尘降尘效率均随着液体帽注水孔直径和注气孔数量的增加呈现先增大后减小的变化规律,并分别在注水孔直径为1.5 mm和注气孔数量为4时获得最佳的降尘效果;随着空气帽出口直径的增大,全尘和呼吸性粉尘降尘效率均有所提高,但空气帽出口直径大于2.0 mm后,降尘效率增幅较小。综合考虑喷嘴雾化特性参数和降尘效率,对于喷嘴空气帽,其出口直径应选择2.0 mm;对于喷嘴液体帽,注水孔直径为1.5 mm和注气孔数量为4时较为合理,能够获得最高的降尘效率。工业应用现场采用以上结构参数组合的喷嘴较为合理,该种结构参数组合的喷嘴在耗气量和耗水量较低时,能获得较小的雾滴粒径和较高的降尘效率。

切向槽双旋流外混式介质辅助雾化喷嘴的研制

综合机械式雾化喷嘴与介质雾化喷嘴的优点,研制了切向槽双旋流外混式介质辅助雾化喷嘴;该喷嘴可克服机械式雾化喷嘴低压时雾化质量差、介质式雾化喷嘴耗气量大的缺陷;同时给出了其流量特性曲线与雾化角特性曲线。

基于高速摄影技术的外混式空气雾化喷嘴锥角特性研究

本文基于300kg/h小型烟草加料系统试验台选择典型外混式空气雾化加料喷嘴为研究对象,利用高速摄影技术,搭建自由空间检测试验台。针对喷嘴在不同雾化压力、料液流量、料液温度等烟草加料工艺条件的雾化锥角进行了试验研究分析,并基于试验结果利用ANSYS Fluent 15.0软件对空气雾化喷嘴的外流场进行了仿真模拟。研究得到了不同雾化压力、料液料液及温度对于雾化锥角的影响,利用该试验结果进行喷嘴外流场仿真模拟,提高了仿真的可靠性及精度。

直射式双旋流空气雾化喷嘴的雾化效果

介绍了一种直射式供油的双旋流空气雾化喷嘴的喷雾性能。该双旋流器采用旋向相反的径向开孔式设计,在常温常压下进行喷雾试验,研究了不同空气压力降和气液比工况下液雾的索太尔平均直径(SMD)及分布指数。试验中雾化液体为航空煤油,采用马尔文激光测雾仪测量喷嘴端面下游50 mm处的液雾分布。研究结果表明:随着气液比的增加,SMD减小,分布指数也减小,并且存在一个关键气液比,在超过关键气液比的工况下,液雾的SMD及分布指数变化很小。

新型燃油锅炉喷嘴宏观雾化特性实验研究

燃油锅炉的运行效果受喷嘴的雾化效果影响。基于此,本文提出一种新型组合式双油路空气雾化喷嘴并通过粒子图像测速法(PIV)对其雾化场进行测量,研究空气对双油路离心式喷嘴雾化性能的影响,为喷嘴研究提供实验依据。

结构参数变化对内混式喷嘴雾化性能的影响作用

通过对比6种结构参数不同的环形内混式喷嘴的雾化平均直径的变化规律,研究了喷嘴结构变化对雾化性能的 影响规律。结果表明,混合腔宽度、内喷嘴缩进长度、出口流程均对喷嘴雾化性能造成明显影响,而不同的混合腔长度、 气体及液体的喷入方式则基本上不影响雾化性能。

新型外混式气动喷嘴的雾化性能

气动喷嘴是一种广泛应用于液体燃料燃烧室的燃油雾化装置,具有雾化效果好、供油系统简单等优点。设计了一种新型外混式气动喷嘴,对其雾化性能进行了实验研究。实验研究主要分析空气压力、液体压力及测量位置不同时,新型外混式气动喷嘴喷雾的SMD、平均轴向速度、平均径向速度、液滴通量等特性参数沿喷嘴径向的分布情况。试验结果表明,所设计的喷嘴具有良好的雾化效果。

液气动量比对内混式直流气液喷嘴雾化特性影响

为探究液气动量比对内混式直流气液喷嘴雾化特性的影响,采用基于Gerris的VOF方法和自适应加密算法,对不同液气动量比下的两液相孔内混式直流气液喷嘴雾化过程进行数值计算。结果表明:Gerris可以清晰地捕捉到射流柱从变形、弯曲到雾化为液滴的全过程细节特征,雾化过程图像与实验拍摄的基本吻合,获得液滴空间分布,计算得到的全场液滴SMD为50~60μm。当液气动量比较小时,内混式直流气液喷嘴的射流不发生相撞,雾化机制为气动破碎。随着液气动量比的增加,两股射流破碎长度和穿透深度均增大,射流发生相撞,雾化机制为气动破碎和撞击破碎。

内混式两相流喷嘴的雾化特性研究

结合一些相关的理论,以水、润滑油和十二烷基硫酸钠溶液(SDS)溶液作为液体介质,详细地研究了操作参数(压力、气液比)和液体物性(黏度、表面张力)对一种典型的内混式两相流喷嘴雾化特性的影响。通过对实验数据的分析得出了一些重要结论。例如:随液体介质的黏度和表面张力的增加,喷嘴雾化质量逐渐变差,但黏度对雾化质量的负面影响要明显大于表面张力对雾化质量的负面影响。根据大量的实验数据,回归出了内混式雾化喷嘴的雾化粒度的经验关联式。经检验,在适用范围内,该公式具有较高的精度。

连铸二冷区内混式气水雾化喷嘴的水流密度分布研究

通过水流密度分布测试实验,研究了喷淋高度、气压、水压和加速环设置对内混式气水雾化喷嘴水流密度分布的影响。结果表明,当气压和水压一定时,不同喷淋高度下气水雾化喷嘴的水流密度分布较为一致。相同喷淋高度下,随着p_(气)/p_(水)的减小,传统喷嘴和增设加速环喷嘴的水流密度峰值均逐渐增大,并且相同工况下,增设加速环喷嘴的水流密度峰值相对更大,而射流雾化角随着气压和水压的变化波动较小,射流更为稳定,能够有效保证铸坯雾化面积,满足更高的二冷区冷却强度需求。

内混式喷嘴雾化特性的试验与仿真研究

利用马尔文测雾仪对内混式喷嘴在不同工况下的雾化特性进行试验研究。根据试验结果,分析气压、水压以及气液比等因素对液滴粒径及均匀性的影响。利用Fluent软件对内混式喷嘴进行数值模拟,研究喷嘴混合段以及外流场的粒径变化。结果表明:随着气压、气液比的增加,喷嘴的雾化粒径减小,且气压为主要影响因素;内混式喷嘴内部粒径先增大后减小,在喷嘴出口处锐减,外流场中粒径沿轴向方向逐渐增大;将喷嘴出口处模拟粒径与实验结果对比,粒径大小及其变化趋势吻合较好。

内混式气动雾化燃料油喷嘴的设计与试验研究

针对炼油厂加热炉中燃烧器以重油(通常为渣油)工作的情况,设计和试验研究了一种新型内混式气动雾化燃料油喷嘴,取得了有很好应用价值的喷嘴设计用试验数据。研究结果表明,合理选择这种喷嘴结构形式、几何尺寸、喷嘴混合腔压力以及气液质量比的方法可以同时得出很好的雾化细度以及要求的火焰长度(刚度)。所设计的喷嘴已投入工业应用,并在常减压加热炉取得5％左右的节油效果。

外混式喷嘴雾化特性计算机模拟及实验验证

为推进数值模拟方法在外混式空气雾化喷嘴上的应用,采用Eulerian-Lagrange耦合模型对喷嘴进行建模研究,分析进气压力对喷雾锥角、液滴粒径和流量的影响,以及不同混合段的液滴粒径变化规律。结果表明,随进气压力增大,喷雾锥角扩张增大,液滴索特平均直径减小,液体流量增大,当进气压力达到一定值后,其对锥角和液滴细化的影响程度减弱。利用马尔文激光粒度仪与高速摄影机,对喷嘴雾化特性进行实验验证,数值模拟结果与实验结果吻合,当进气压力为0.4Mpa时,液滴粒径仿真与实验值的相对误差仅为2.63%,验证了用该数值模拟方法对外混式空气雾化喷嘴进行研究的可行性。

气-液内混式高压喷嘴液体流量特性及雾化特性的研究

对气 -液内混式高压喷嘴的液体流量特性及雾化特性进行了实验研究 .分析了操作参数、喷嘴混合室进、出口孔径对两种特性的影响规律 .为喷嘴的设计提供了依据 .

新型旋流式与内混式气动雾化喷嘴比较

阐述了新型旋流式气动雾化喷嘴的特点 ,利用激光测速测粒仪详细测量了在不同雾化介质压力与相同气液比下该喷嘴的雾化特性 ,并与现国内外采用的内混式气动喷嘴进行比较。该喷嘴在加热炉中长期使用表明 ,其性能明显优于内混式气动喷嘴。

旋流式空气雾化喷嘴的应用研究

本文介绍了一种用于均热炉上的旋流式空气雾化喷嘴，此喷嘴具有供油能力强，雾化效果好，火焰形状稳定等优点，现场试验证明喷嘴可成功地替代均热炉上原机械雾化喷嘴。

基于高速摄像技术空气喷嘴雾化特性研究

为提高农药有效利用率,基于2400×1500×1500(mm)透明雾化实验平台选用外混式空气雾化喷嘴,利用激光检测和高速摄相机拍摄,针对雾化液滴在3个自变量:气体压力、液体流量、液体温度工艺条件下,同时引入索太尔平均粒径(SMD)计算公式,展开喷嘴雾化液滴粒径特性影响的研究。并基于ANSYS Fluent17.0软件,仿真模拟喷嘴外雾化粒径。由实验获得了影响最佳工况液体流量15kg/h、气体压力0.20MPa、液体温度30℃。同时获得结论:随着液体温度、气体压力的增大,SMD值逐渐减小,雾化效果逐渐上升,农药利用率逐渐提高。

射流式气动雾化喷嘴雾化性能试验研究

针对1种带出口扩张段的射流式气动雾化喷嘴,将气液比的2个影响因素空气流量及燃油流量分开,通过试验分析了空气流量、燃油流量、气液2相相对速度分别对雾化性能的影响规律。采用相位多普勒激光测试仪测试喷雾下游雾化粒径,通过CCD相机及片光源拍摄其雾化锥角。结果表明:空气流量相比于燃油流量,对该型气动雾化喷嘴的雾化性能影响更大;当气液比一致时,气液2相相对速度越大,雾化粒径越小,雾化锥角越大;当气液比为0~2时,随气液比的增大,雾化锥角逐渐增大,雾化粒径逐渐减小;在气液比趋近于2时,雾化锥角达到最大值,雾化粒径达到最小值;当气液比大于2时,雾化锥角略微减小,雾化粒径基本保持不变。

燃气轮机离心式燃油雾化喷嘴仿真

开展离心式燃油喷嘴雾化仿真研究,为燃气轮机燃烧提供依据。利用Solidworks、ANSYS ICEM CFD软件进行离心式喷嘴外场建模和网格划分,基于FLUENT仿真完成不同压力工况下瞬态离心式喷嘴外流场数值模拟计算。对离心式喷嘴在无辅助空气作用下和有空气辅助作用下的外流场进行了数值模拟研究,分析其在13个压力点工况下(0.05 MPa、0.1 MPa、0.3 MPa、0.5 MPa、1.0 MPa、1.5 MPa、2.0 MPa、2.5 MPa、3.0 MPa、4.0 MPa、5.0 MPa、6.0 MPa、7.0 MPa)的雾化液滴分布以及性能参数的结果。研究表明:在无空气辅助下,喷嘴的雾化液滴分布都呈圆锥状分布,喷嘴在压力点工况下的整体索太尔平均直径(SMD)以及不均匀度的极大值(极小值)分别为414.54μm(40μm)、0.6709(0.4874);在3个不同空气压力下(10 kPa、14 kPa、20 kPa),喷嘴的雾化液滴分布都呈圆锥状分布,喷嘴在压力点工况下的整体SMD以及不均匀度的极大值(极小值)分别为35.93μm(15.67μm)、0.8387(0.7040)。本文的仿真研究为离心式燃油喷嘴应用到燃气轮机燃烧中提供了依据。

空气助力改善液滴雾化质量的研究

对一种新型的内混式空气雾化喷嘴进行了测量和研究,其目的是探索新型内混式喷嘴在添加空气助力下增强混合改善雾化质量的应用性能。试验采用4组不同几何结构参数的内混式空气雾化扇形喷嘴,通过马尔文激光粒度分析仪测量不同气压、不同水流量等工况参数下雾化液滴索特平均直径(SMD)D32和喷雾锥角等雾化性能参数,并对试验结果作对比分析。结果表明,水流量为定值时,SMD随着气压的增加明显减小,在0.8MPa到达极小值后趋于稳定,喷雾锥角随气压的增大先变大后减小;气压为定值时,SMD随着水流量的减小逐渐减小,喷雾锥角随着水流量的增加逐渐增大;比较不同几何结构参数,#1-2内混式空气雾化扇形喷嘴在4组喷嘴中具有最好的雾化效果,当气压为0.8MPa,水流量为20L/h时,SMD极小值为16μm。