旋转锥形液膜喷雾形态与表面波动实验研究

为了全面加深对旋转锥形液膜一次破碎机理的认识,采用高速阴影法对离心喷嘴的喷雾场进行了试验拍摄,并基于喷雾场形态特征详细描述了7种喷雾形态随压降的变化过程,分析了液膜表面波动与液膜穿孔的关系以及导致液膜破碎的机理,重点关注了波动、穿孔和湍流这三种锥形喷雾形态,并对其表面波动特征随压降的变化规律进行了研究。研究表明:液膜的表面波动和液膜穿孔均是由初始速度波动引起的液体聚集从而形成波峰和波谷导致的,在三种锥形喷雾形态中这两种特征一直存在;随着压降增大,在波动锥形喷雾形态中液膜表面波动的波长、振幅和频率均逐渐变大,在穿孔锥形和湍流锥形喷雾形态中液膜表面波动的波长和振幅逐渐减小,频率逐渐增大,且在湍流锥形喷雾形态中,频率组成随压降增大越加混乱。

基于光密度的低压喷油器喷雾形态分布特征检测方法

人工称重方法在检测低压喷油器喷雾形态分布时存在的精度低,操作复杂等问题.设计了一种基于光密度法的检测方法.该方法采用高精度的CCD相机与高密度集油盘配合采集油雾分布图像,提取目标区域的灰度值,利用灰度与集油液位高度之间的关系,获取喷油器喷雾分布的三维形态图.试验表明,该方法能够快速准确测量喷油器的喷雾分布特性.

高压共轨多次喷射喷雾形态发展的试验研究

开发了高压共轨系统测试平台,采用高速闪光摄影方法,对所设计的电控喷油器在多次喷射条件下进行不同方案的喷雾特性试验研究,对试验结果进行特性分析,得到了喷孔结构和喷射背压等参数对喷雾贯穿距、喷雾形状和喷雾分布面积的影响规律,以便于建立多次喷射条件下的喷雾和燃烧放热模型,为提高电控共轨柴油机的性能奠定基础。

喷孔内空穴流动与孔外喷雾形态的可视化试验研究

为研究影响喷孔内空穴及孔外雾化的因素,采用高压共轨试验台搭建了1套可视化试验台架,用有机玻璃加工透明喷嘴,与实际喷油器粘连,通过改变喷射压力、喷孔的几何尺寸以及喷射燃料,对喷孔内空穴流动与孔外喷雾形态进行了对比试验。试验结果表明:提高喷射压力和减小喷孔的长径比可有效促进喷孔内空穴的发展,进而更好地促进燃料喷雾的扩散与发展,使喷雾分布到更广的空间;燃料饱和蒸汽压越高、运动黏度越小,喷孔内越早出现空穴,空穴流动越早达到稳定状态,雾化效果越好。

硫酸沙丁胺醇吸入气雾剂的喷雾模式和喷雾形态的测定及群体生物等效分析

目的:测定定量型吸入气雾剂参比制剂和受试制剂各3批的喷雾模式和喷雾形态、递送剂量,判断参比制剂和受试制剂体外雾化形态和剂量的等效性。方法:采用激光成像系统测定硫酸沙丁胺醇吸入气雾剂的喷雾模式和喷雾形态,以喷射角度和喷射宽度作为喷雾形态的评价参数,以椭圆比和喷射面积作为喷雾模式的评价参数,对结果进行体外群体等效性分析。结合递送剂量测定结果,判断参比制剂和受试制剂的体外等效性。结果:参比制剂和受试制剂喷射角度几何平均值的比值分别为98.2%(3 cm)、97.1%(6 cm),喷射宽度几何平均值的比值分别为97.4%(3 cm)、98.4%(6 cm),对3 cm和6 cm处的椭圆比、喷射面积、喷射角度、喷射宽度分别进行群体等效分析,得到各参数的95%置信区间的上限值,椭圆比均为-0.02(3 cm和6 cm),喷射面积分别为-0.01(3cm)和-0.02(6 cm),喷射角度均为-0.02(3 cm和6 cm),喷射宽度均为-0.02(3 cm和6 cm)。参比制剂和受试制剂的递送剂量相差较大,受试制剂的递送剂量均一性较好。结论:参比制剂和受试制剂在喷雾模式和喷雾形态项目评价为等效,但递送剂量均一性经非参数检验判定为不等效。本文为仿制制剂的处方、工艺和雾化装置筛选提供依据,为仿制制剂的体外雾化形态的等效性评价提供参考,为吸入制剂的仿制药品研发和体外评价提供思路。

盐酸氮?斯汀鼻喷雾剂仿制药与原研药喷雾特性的比较研究

目的 研究盐酸氮?斯汀鼻喷雾剂原研药与仿制药的粒径分布、喷雾形态、喷雾模式,并评价两者喷雾特性的一致性。方法 采用激光粒度仪测定雾滴粒径分布,SprayVIEW激光成像系统研究喷雾模式和喷雾形态。结果 原研药和仿制药在检测距离为6 cm处的椭圆度分别为:(1.152±0.052)、(1.306±0.049),喷雾面积分别为(490.3±43.6)mm^(2)、(365.6±55.5)mm^(2),喷雾角度分别为(25.5±1.9)°、(22.4±1.0)°,雾滴粒径分布D_(50)分别为(45.01±1.81)μm、(57.39±3.39)μm,D_(90)分别为(81.93±6.83)μm、(146.47±14.05)μm,仿制药的喷雾特性与原研药比较差异具有统计学意义(P<0.05)。结论 盐酸氮?斯汀鼻喷雾剂原研药具有良好的喷雾特性,仿制药与原研药存在差异性。

异丙托溴铵吸入气雾剂的喷雾模式和喷雾形态测定

目的:比较不同来源异丙托溴铵吸入气雾剂的喷雾模式和喷雾形态,评价异丙托溴铵吸入气雾剂的雾化性能。方法:采用激光成像系统测定异丙托溴铵气雾剂的喷雾模式和喷雾形态,喷雾模式根据长径、短径和椭圆比等参数进行评价,喷雾形态根据形态角度和形态宽度等参数进行评价,结合递送剂量均一性结果,比较不同来源气雾剂的雾化差异。结果:厂家A的递送剂量不高,但是喷雾面积最大,雾化效果最好。厂家C和D递送剂量过高,雾化面积较小,雾化效果较差。结论:4种不同来源的气雾剂喷雾模式和喷雾形态差别较远,应是由于不同来源的气雾剂包材、处方和工艺不同造成,为体外评价气雾剂等效性提供参考。

R134a闪蒸喷雾过程中喷管内流动形态对喷雾特性的影响

闪蒸喷雾过程中喷管内流动状态对喷雾形态及雾化效果具有重要的影响。为了观察喷管内流动状态及其对应的喷雾形态,使用高速相机对不同喷射压力条件下制冷剂R134a在石英玻璃直喷管中的流动状态及喷雾形态进行可视化研究,同时分析不同喷射压力条件下喷雾半径的动态变化情况。研究发现,喷管内的气化可以促进喷管出口处喷雾半径的迅速扩大,但同时限制了喷雾半径在喷雾过程中的进一步发展。喷管内流动状态在一定喷射压力下具有极强的不稳定性,在喷管内形成均匀的泡状流有利于形成均匀、稳定的喷雾形态。

克敏芪丹鼻喷剂中5种指标成分的含量测定及制剂喷雾特性考察

为建立高效液相色谱(HPLC)法同时测定克敏芪丹鼻喷剂中升麻素苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷、阿魏酸、山梨酸钾、5-O-甲基维斯阿米醇苷的含量;并采用激光粒度测定仪考察制剂的粒径分布、喷雾模式和喷雾形态。采用Boston-C18柱(250 mm×4.6 mm,5μm)色谱柱;0.05%磷酸水溶液-乙腈的流动相,梯度洗脱;流量为1.0 mL/min;柱温为25℃;进样量为10μL,检测波长为300 nm。采用Spraytecness喷雾粒度测定仪、牛津激光测定仪考察制剂的喷雾特性。结果表明:5种成分在相应浓度范围内线性关系良好;精密度、稳定性、重复性良好,RSD<1.36%;平均加样回收率在100.68%~105.34%,RSD<1.13%;喷雾形态角度在39°左右;喷雾模式椭圆率在1.16%~1.27%;雾滴粒径主要集中在13~85μm范围内,V%<10μm的雾滴小于5%。该HPLC方法操作简便,专属性强,准确灵敏,重复性好;克敏芪丹鼻喷剂喷雾特性良好。该方法可为克敏芪丹鼻喷剂及其类方制剂的新药开发提供参考。

喷雾模式及喷雾形态用于口腔吸入及鼻用制剂的质量评价

口腔吸入及鼻用制剂(orally inhaled and nasal drug products,OINDPs)是指将药物制备成干粉或雾滴,利用给药装置,分别将药物运送至肺部或鼻腔黏膜,进而发挥局部或全身治疗作用的剂型。喷雾模式和喷雾形态是溶液及混悬型吸入及鼻用制剂体外评价的重要指标,可以采用激光成像系统进行测定。对喷雾模式及喷雾形态的测定方法和结果评价进行了详细讨论,同时对激光成像系统中自动触发器模块的参数选择进行了相关说明。

气体中心式离心喷嘴喷雾实验与三维仿真

在实验的基础上,基于RNG k-ε模型对常压下气体中心式同轴离心(gas-centered swirl coaxial,GCSC)喷嘴喷雾形态和破碎模式进行了三维仿真研究。采用网格自适应加密(adaptive mesh refinement,AMR)技术、耦合水平集和流体体积(coupled level-set and volume of fluid,CLSVOF)方法对气液界面进行捕捉。结果表明,液体质量流率(m_(l))不变,随着气体质量流率(m_(g))的增加,中心气流的引射作用增强,液膜内外压差增大,雾化锥角减小,并对其流动特性进行了分析;而m_(g)不变时,液膜在喷嘴出口的径向速度与切向速度随m_(l)的增大而增大,导致雾化锥角增大。同时根据气液质量流率比(gas-liquid mass flow rate,GLR),将喷雾的破碎模式分为穿孔破碎、气泡破碎和气动破碎。

数字激光全息在发动机喷雾场形态测量的应用

数字激光全息技术已成功应用于多个领域,但其在发动机喷雾领域的相关研究还未见报道。针对这一问题,采用阴影法和数字激光全息技术对发动机喷雾场形态变化过程进行了研究。结果表明,数字激光全息技术在发动机喷雾场上的应用是可行的。将2种试验结果进行比对可以看出,采用数字激光全息技术能够得到更为细致、清楚的图像。使用数字算法可以实现全息图的重建,对全息图的分析、研究也很容易实现。使用数字处理技术可以提高重建图像的质量,最为重要的是,采用数字激光全息技术可以得到能反映出喷雾体边缘部位雾化情况的喷雾空间发展过程图片。这表明,数字激光全息技术在发动机喷雾场形态测量方面的应用不仅是可行的,而且比阴影法得到的图像效果更佳。

R1234yf瞬态喷雾冷却及过热度影响的实验研究

制冷剂瞬态喷雾冷却是临床激光治疗的重要辅助手段。当前临床应用及实验研究均采用R134a或R404A进行喷雾冷却,但这两种制冷剂具有极高的温室效应潜能(GWP)值,对环境产生严重威胁。以热物性与R134a相似、而GWP值仅为4的R1234yf作为喷雾冷却的替代制冷剂,对其临床应用进行了探索性研究。表面传热的研究结果显示R1234f的冷却能力略低于R134a与R404A。通过降低制冷剂过热度的方式,可以有效提高喷雾集中程度,在保证闪蒸雾化的前提下显著提高表面热通量,提高R1234yf喷雾临床应用的可行性。

喷孔结构对多孔GDI喷油器喷雾特性的影响

喷孔结构直接决定多孔非对称缸内直喷汽油(GDI)喷油器的孔内流动状态,进而影响GDI喷油器的雾化特性.建立了不同喷孔内圆倒角、喷孔长径比和喷孔锥角等几何参数模型,并结合CFD仿真、高速摄影和激光测量技术对不同喷孔参数的空穴现象、喷雾形态、贯穿距离和索特平均直径的概率密度等进行了研究.结果表明:喷孔内圆倒角有利于减弱空穴现象,增加贯穿距离,但油雾的索特平均直径增大;喷孔长径比对于空穴现象的影响不明显,对贯穿距离和平均索特粒径的影响并不遵循线性规律;喷孔锥角对空穴现象的影响较小,喷雾贯穿距离随着喷孔锥角的增加而减小,但每一束油束锥角变大,喷雾范围扩大,雾化质量提高.

引射空气对压力旋流喷嘴喷雾特性的影响

用定容器模拟斯特林发动机的燃烧室,以低硫柴油为介质,利用高速摄影仪和激光粒度仪,研究了空气引射对压力旋流喷嘴的喷雾发展规律和粒径分布的影响规律.结果表明,喷油量和气流引射对喷雾发展特征和雾滴直径分布影响很大,引射气流能消除静态喷雾初期的液体滴漏现象,使得形成稳定喷雾的时间变短,喷雾扩散度增大,雾滴扩散程度明显增大,宏观喷雾形态改善;气体引射使得喷雾粒径减小,粒径分布范围更加集中,雾化效果明显改善.

锥射流模式下乙醇静电喷雾液滴速度特性分析

研究液滴在静电喷雾下的速度特性是理解喷雾形态的形成及演化的关键.结合锥射流模式下乙醇静电喷雾实验数据,建立了静电喷雾二维轴对称模型.基于离散相液滴运动方程、连续相空气运动方程、电场方程以及用户自定义函数,进行了数值求解,获得了锥射流模式下的乙醇静电喷雾形态、空间电场分布以及液滴速度场分布.考虑了不同空气入口流速的影响,得到了乙醇/空气同轴射流静电喷雾形态的变化规律.结果表明,喷雾外围液滴与空气流场有较强的相互作用,导致喷雾中轴线附近的液滴速度分布变化较小,而在喷雾外围处的液滴速度分布沿径向剧烈变化;随着空气入口速度的增大,乙醇/空气同轴射流静电喷雾形态先趋于发散,当空气入口速度大于喷雾外围液滴轴向速度时,喷雾形态则趋于聚拢.因此,除改变施加电压、液体流量和电极结构外,通过控制空气入口速度来影响喷雾液滴速度场,也可获得不同的静电喷雾效果.

GDI多孔喷油器喷雾特性的试验与仿真研究

利用工程分析软件AVL FIRE在不同进出口压力、燃烧室温度、长径比及喷孔倾角等变量条件下,对GDI喷油器流量特性、雾化形态、贯穿距离及雾化颗粒进行仿真分析,并采用高速摄影技术对仿真结果进行验证。研究结果表明:仿真与试验结果相吻合;随着喷射压力增大,雾束的贯穿距增大,雾化效果显著提高;燃烧室压力增大会使喷雾雾化粒径减小;燃烧室温度提高可使喷雾液滴蒸发加快,有利于混合气的形成;较小的喷孔直径使得孔内流速较高,雾化效果更理想;喷孔长度变化对喷雾的影响并不显著;喷孔倾角增大,喷雾粒径也相应增大。

直喷汽油机喷油器喷雾可视化测试系统开发及试验

为了有效观测直喷汽油机喷油器工作过程中喷雾形态的变化历程,开发了一套由定容装置、供油系统、环境背压调节系统、环境温度调节系统、喷油控制系统以及高速摄像机等组成的喷雾形态可视化测试平台,并利用该平台测试了不同喷油压力、环境压力和环境温度下GDI喷油器的喷雾形态变化过程。试验结果表明,喷油压力、环境压力及环境温度是影响喷雾形态发展过程的关键因素,所开发的喷雾形态测试平台能够模拟缸内的不同压力和温度条件,并对不同喷油压力下喷雾形态的变化历程进行有效测试。

气体喷射及环境背压对空气辅助喷雾特性影响研究

为了解不同气体参数及环境背压对空气辅助喷雾特性的影响,通过定容弹试验平台,采用高速摄影技术分析不同喷气脉宽、不同喷气压力、不同环境背压对于空气辅助喷雾特性的影响,尤其是喷雾宏观形态的变化,并对贯穿距、喷雾投影面积等喷雾特性参数进行定性分析。试验结果表明,在不同试验条件下贯穿距均呈两阶段发展趋势,喷雾投影面积线性增长。增加喷气压力或减小环境背压有助于提高贯穿距和喷雾投影面积,但喷气脉宽对贯穿距和喷雾投影面积并无影响。不同喷气压力及喷气脉宽下喷雾形态大致相同,仅存在微小差异。喷雾形态受环境背压影响较大,在低背压时为粗大的梭状形态,在高背压时则呈现锚钩状和锥形。随着环境背压的增加,喷雾稀薄区域开始逐渐减小,并在高背压情况下逐渐消失,喷雾主要集中在核心区域。

乙醇荷电喷雾对冲燃烧的火焰特性

研究液体燃料雾化燃烧的火焰特性,有助于理解整个燃烧的变化过程。基于对冲火焰结构,以无水乙醇为燃料,设计了乙醇荷电喷雾对冲燃烧装置。通过对喷雾和火焰进行拍摄,并对火焰温度进行测量,得到了不同燃料流量下的喷雾形态、火焰形态和火焰温度变化,探讨了不同当量比、应变率对火焰形态和温度的影响规律。结果表明:随着乙醇流量的增加,喷雾的雾化核心区域和卫星区域的分界逐渐消失,当乙醇流量增加到13ml/h时,喷雾出现液柱。当量比小于1时火焰保持稳定,当量比大于1时火焰出现振荡,火焰的无量纲直径随当量比的增加呈减小趋势。随着应变率的增大,火焰的无量纲直径减小,温度降低。