基于雾化粒径调控的猕猴桃花粉粒靶向沉积量研究

【目的】研究猕猴桃授粉雾化粒径对花粉粒沉积分布的影响,探寻授粉适宜的雾化粒径范围,为建立猕猴桃液体授粉方法提供理论支持。【方法】构建双流式喷雾试验平台,在雾化气压为0.025~0.150 MPa、花粉液流量为0.125 L/min、喷雾时长为0.1 s、喷雾距离为350 mm的喷雾控制参数下进行试验。采用自制雾滴收集器,用称质量法测定单次喷射体积,分析雾化气压对单次喷射体积的影响;用激光粒度仪测量雾化粒径值,建立雾化气压与雾化粒径的关系;用雾滴环形采集片代替花朵采集花粉悬浊液雾滴,通过显微镜分区计数法,明确花粉粒沉积数量在花蕊区和花瓣区的沉积特征;以充分授粉需求花粉粒数为判断标准,确定适宜双流式雾化授粉的花粉液雾化粒径控制范围。【结果】猕猴桃花粉液单次喷射体积与单次喷出的花粉粒数均随雾化气压的增大而减小,当雾化气压为0.150 MPa时,花粉液单次喷出体积最小,为185.9μL,单次喷出花粉粒数也最小,为15.7万粒;雾化粒径与雾化气压呈非线性负相关关系,雾化气压为0.025~0.150 MPa时对应的雾化粒径为92.8~28.2μm;花蕊区和花瓣区花粉液雾滴沉积质量都随雾化粒径的增加而减小,且更集中于花蕊区,花蕊区沉积质量占单次喷射质量的比例最高可达10.6%;花蕊区花粉粒数量随雾化粒径的增加而减小,当雾化粒径小于33.7μm时,花蕊区沉积花粉粒数量可满足充分授粉的需求。【结论】在花粉液流量为0.125 L/min、喷雾时长为0.1 s的工况下,猕猴桃授粉的适宜雾化粒径为28.2~33.7μm,雾化气压为0.125~0.150 MPa。

喷嘴雾化粒径的实验研究

为了提高喷嘴的雾化效果 ,利用相位多普勒粒子分析仪 (PDPA)对 3种新型的喷嘴进行了测试 ,并根据结果分析了喷头、混和管的影响及这 3种喷嘴的性能 .实验发现 ,为改善喷嘴雾化 ,除了要增加气液两相的相对速度以增大气动力外 ,还要提高液喷嘴的出口速度以增强对撞力 .因此 ,雾化效果在很大程度上取决于喷嘴各组成部分匹配的好坏 .在设计模型时 ,除了分别考虑喷嘴各组成部分对雾化的影响外 ,还应考虑它们结合在一起后的整体性能 .通过对实验数据的分析 ,也说明直射

湿法脱硫旋流喷嘴雾化粒径空间分布规律

应用于湿法脱硫的旋流喷嘴孔径较大,其雾化粒径在空间上存在一定分布规律,不同于其他领域。这个规律的存在直接影响该类喷嘴本体设计和脱硫塔雾化系统设计。试验利用马尔文激光粒径分析仪,对旋流喷嘴雾化粒径空间分布规律进行了系统研究,为便于分析定义了平均粒径(■)、粒径相对离差(SMDr)和单流量粒径分布平均范围(■)。试验结果表明,大孔径旋流喷嘴的雾化粒径和雾化粒径分布随流量和流出位置的不同均呈现一定的变化规律;各流量下,在与来流夹角90°处,粒径相对离差最大,Sauter平均粒径波动较大,粒径分布范围和粒径分布平均范围均最小,这说明该处分散度小,雾化均匀性好;平均粒径与压力呈幂函数关系;单流量粒径分布平均范围与压力呈线性关系。

干雾抑尘喷嘴雾化粒径与气压关系实验

粒径在10μm以下的可吸入粉尘是喷雾降尘中的难题,需要10μm以下的水雾颗粒来迫其沉降。在喷雾除尘中引入了液气两相喷嘴,在对其结构参数分析后,以空气、水为工质,使用Malvern粒度仪进行雾化粒径大小与气压关系的实验,实验结果表明:在一定范围内干雾抑尘喷嘴的雾化粒径与气压成反比;在气压达到一定值时喷嘴的雾化粒径可达10μm以下。

湿法烟气脱硫旋流喷嘴雾化粒径试验研究

以湿法烟气脱硫工艺中常用的旋流喷嘴为对象,研制了几何相似的系列喷嘴和仅出口直径变化的系列喷嘴。选择实心锥喷嘴和螺旋喷嘴进行对比试验,系统地研究了旋流喷嘴的雾化粒径变化规律和雾化粒度分布规律。结果表明,旋流喷嘴结构参数对雾化粒径的影响较大;在雾化粒径为(1300～3000)μm时3种喷嘴相比,螺旋喷嘴能耗最低,而旋流喷嘴的雾化质量较好。

基于FPGA和DSP的喷油器雾化粒径测量系统设计

针对喷油器雾化粒径测量系统实时数据处理的特点,将FPGA技术与DSP技术相结合,研究一种基于FPGA和DSP的电控喷油器粒径检测系统;为满足动态测量的要求,设计了应用高性能的多路开关和超低输入偏置电流运放的多通道微电流高速采集板;详细介绍了检测系统中基于FPGA和DSP的软硬件设计和工作原理;设计了基于R-R分布的粒径反演算法,并给出了一个简单的测试实例;反演结果为尺寸参数X=49.15μm,分布参数N=1.96,拟合误差f=0.00384,符合对喷油器喷雾的预期估计,验证了系统的有效性。

喷油雾化粒径的散射测量

根据激光散射理论开发了衍射散射式激光测粒仪 ,利用光电探测器收集颗粒的散射光能量 ,经过信号转换和计算来测量喷油雾化颗粒的平均直径。介绍了系统的组成及其测量原理 ,并通过该系统对某种电控喷油器燃油喷雾的颗粒粒度变化情况进行了实际测试 ,验证了该测量系统的实用性。

基于烟气参数对SNCR还原剂雾化粒径和喷入量的模拟优化

为降低烟气参数的不均匀分布对选择性非催化还原(SNCR)脱硝的影响,对220MW燃煤锅炉烟气状态分布特征及其对脱硝效果的影响进行数值研究,同时探讨了还原剂雾化粒径和喷入量的优化方案。研究表明,为保证还原剂在温度窗口内具有充足的反应时间,液滴的最佳平均粒径随高度而改变;此外,由于还原剂喷入区域烟气存在旋流作用,还原剂随烟气向炉膛局部"富集",导致出口NH_3/NO分布不均匀。据此,提出了喷枪雾化参数的优化策略:1对不同高度处液滴的平均雾化粒径进行分层优化;2在固定氨氮摩尔比下,根据旋流特征调整不同区域喷枪的流量分配。模拟结果显示,氨氮摩尔比保持1.2时,相比电站基准工况,优化方案能够将脱硝率从36.8%提高到42.1%,漏氨量降低49%;此外,随着氨氮摩尔比的增大,优化方案体现出更好的脱硝效果,但是优化程度略有降低。

基于外混式空气雾化喷嘴雾化粒径的特性研究

为了提升矿山环境中的除尘效果,基于外混式雾化喷嘴搭建实验平台。利用高速摄像机以及图像处理软件VisionPro,在水流量、水温、气体压力等工况下分析了喷嘴雾化粒径的特性分布,应用索特尔平均直径(SMD)的数学模型表征雾化粒径尺寸。通过实验数据分析得出最佳雾化工况为:水流量25kg/h,水温35℃,气压0.30MPa。并且,基于CFD软件Fluent设置最佳工况参数,对外混式空气雾化喷嘴进行雾化数值模拟。结果显示:随着水流量增加,SMD呈现先减小后增加的趋势;随着水温和气体压力增加,SMD呈现递减的趋势。

内混式空气雾化喷嘴出口尺寸对雾化特性的影响

为了优化喷雾效果,分析内混式空气雾化喷嘴出口尺寸对其雾化特性的影响,基于自行设计的空气雾化喷嘴喷雾特性实验平台,使用粒子图像速度场仪、激光粒度仪对不同出口尺寸的空气雾化喷嘴雾化特性参数进行测定,分析其变化规律。实验结果表明:仅改变喷嘴出口尺寸时,随着出口尺寸的增加,空气雾化喷嘴气流量几乎保持线性增长趋势,而水流量呈现出对数增长的规律;其他条件固定时水流量与供水压力成正比,与供气压力成反比;气流量与供气压力成正比,与供水压力成反比;随着出口尺寸的增大,喷嘴有效射程不断增大,而雾化角逐渐变小;雾滴的索特平均直径(SMD)随开口尺寸的增加先增大后减小,空气雾化喷嘴出口尺寸为3.0 mm时SMD达到最大,出口尺寸为1.0 mm时雾化效果最好,此时雾滴粒径随时间变化标准差较小,液滴状态稳定;随着喷嘴开口的增大,雾滴速度先增大后减小,雾滴速度在轴线方向上逐渐减小。

长旋流腔敞口型离心喷嘴注气雾化特性试验

以水和煤油模拟液作为液体工质,氮气和氦气作为注入气体,采用可视化试验技术和激光多普勒测速仪试验研究了不同气体流量作用下的长旋流腔敞口型离心喷嘴的雾化特性,包括喷注液膜破碎形态、气液两相混合建压与雾化粒径。研究结果表明:随着气液质量流量比升高,破碎模式逐步由轮缘型破碎、多孔型破碎过渡到爆裂型破碎。雾化过程中在喷嘴出口处伴随间歇性的中心气流冲击,冲击长度随气体流量升高而增大,但冲击频率随气体流量呈非线性变化,在气体流量较高或较低时的冲击频率反而升高。注气显著提高了喷注压降和雾化均匀性,相同气体流量的条件下,氦气相较于氮气具有更快的建压速度和更高的建压值,但氦气作用下的两相混合建压时混合室内的压力波动更为剧烈;氦气吹除的雾化粒径普遍小于氮气,但过高的氦气注气流量易引起气流冲击,引起冲击间隔时间内的雾化分布不均。

团聚液雾化气泡粒径分布特性的可视化研究

泡沫团聚法是有效脱除细颗粒物PM2.5的方法。本文对团聚液的雾化粒径进行了研究,筛选出适于团聚PM2.5的气泡粒径的溶液及喷雾条件。文中首先对气泡粒径与团聚颗粒物的能力进行估算,进而通过CCD拍摄精细雾化喷嘴喷出的团聚液泡沫的流动过程,利用MATLAB处理图片,得出雾化气泡粒径和密度大小。实验结果表明,发泡剂会使团聚液的雾化液滴形成气泡,增大雾化颗粒直径;PAM团聚液形成的气泡粒径偏小,且雾化颗粒密度大,粒径主要分布在小于200μm范围;XTG团聚液气泡粒径偏大,CMC团聚液气泡粒径介于两者之间;0.2%CMC团聚液气泡粒径均匀,颗粒数量大;在距喷口轴向20cm处,气泡破碎和聚合趋于稳定;喷口直径0.5mm时,气泡雾化粒径大多分布在100-300μm粒径范围内,符合团聚脱除PM2.5的气泡条件;随着温度的升高,直径在0-300μm内的气泡颗粒数量增大明显。

直射式气动雾化喷嘴对燃烧室性能的影响

为了深入分析燃油喷嘴对燃气轮机燃烧室性能的影响,针对燃气轮机燃烧室中的直射式气动雾化喷嘴开展了数值模拟,获得了气流流量、燃油流量和气液比对雾化性能的影响规律,喷嘴的雾化性能参数包括雾化粒径和雾化锥角。结果表明:气液比和气流流量对该型喷嘴的雾化性能有显著影响,燃油流量对雾化性能的影响较小;气液两相间相对速度是影响该型喷嘴雾化性能的决定因素,相对速度增大有利于减小雾化粒径,并增大雾化锥角;气流流量和气液比的增大均有利于雾化粒径的减小,燃油流量的增加将使雾化粒径增大;增大气流流量、气液比和减小燃油流量均可使雾化锥角增大;该型喷嘴的雾化锥角变化范围为30.12°~41.24°,雾化粒径变化范围为131.46~186.52μm。喷嘴可实现在较小的雾化锥角变化范围内获得较宽的雾化粒径变化,以此匹配燃气轮机燃烧室不同工作状态,具有较高的实用价值。

船用消防压力旋流喷嘴雾化特性研究

为提高船舶在航行过程中的消防安全保障,对船舶消防系统关键部件雾化喷嘴,根据其结构型式和工作原理,建立压力旋流喷嘴的理论模型。采用试验和数值模拟相结合的方法对其外部液滴雾化特性进行分析,分析入口压力、喷嘴出口直径、旋流室长度对雾化粒径、雾化锥角的影响规律。研究结果表明,雾化粒径随着入口压力和旋流室长度的增大而减小,随出口直径增大而增大;雾化锥角随着入口压力和出口直径增大而变大,随旋流室长度增大而减小。设计Box-Behnken试验并进行CFD仿真模拟,通过响应面方法获得雾化锥角和雾化粒径的影响规律。

磁化水溶解度及雾化特性实验研究

为了解磁化水的溶解能力及雾化效果等特性,搭建了由供水系统、测试设备及磁化装置等组成的磁化水制备与雾化实验平台,采用LS2000型分体式激光粒度分析仪对直通式雾化液体旋流喷嘴的雾化粒径进行了测量。通过实验对磁化水的溶解能力进行了测试,研究了绵白糖和Na Cl在磁化水和未经磁化的水中溶解度变化规律,及磁场对喷头雾化效果的影响。由实验结果可见:水溶液被磁化后溶解速度更快;磁化水雾化后粒径范围更集中,平均雾化粒径更小。实验对磁化水的特性及雾化机理作出了必要的补充,为磁化水除尘降尘奠定了理论基础。

烟气净化双流体喷嘴雾化特性实验

在烟气净化装置喷雾干燥塔内,进行双流体喷嘴喷雾特性试验,实验研究了影响喷雾粒度、角度以及液滴均匀度的主要因素。实验证明,气液质量比、浆液密度为影响双流体喷嘴雾化特性的重要因素。通过改变运行参数,可以得到合适的液滴粒径以及喷雾角度,该喷嘴用于喷雾干燥烟气中酸性气体的净化,可提高净化效率。

旋流组合式进料喷嘴雾化性能实验研究

针对6种构型的旋流组合式进料喷嘴的雾化性能进行了实验研究。采用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)测量了雾化粒径,同时验证了喷嘴的雾化角和各段的压降分配方案。结果显示:该旋流组合式喷嘴雾化效果较好,雾化粒径的空间分布比较均匀,各构型喷嘴在测量范围内的雾化粒径在63—76μm;喷嘴雾化粒径在流量20%操作弹性范围内的变化均在6μm之内;气液质量比从6%增加到7%会减小雾化粒径增加喷射速度;喷嘴压降分配合理,且采用四组合式旋流器以及球头双槽互击喷头的喷嘴压降分配较优。

出口直径对内混式空气雾化喷嘴雾化特性及降尘性能的影响

为了掌握喷嘴出口直径对气水喷雾降尘的影响,基于自行设计的气水喷雾降尘实验平台,对不同出口直径的空气雾化喷嘴流量、雾化特性及降尘性能进行了实测,并对实验结果作对比分析。研究结果表明:随着出口直径的增加,喷嘴耗水量几乎保持线性增长,而耗气量呈现指数增长的变化趋势;喷雾射程和雾滴体积分数均随着出口直径的增大不断增大,而雾化角先增大后减小;出口直径为2. 0 mm的喷嘴雾化质量最好,所形成的雾滴索太尔平均直径D[3,2]最小,且雾滴粒径呈现正态分布,雾滴尺寸较为集中;雾滴速度沿喷嘴轴线方向不断衰减,且喷嘴直径越大雾滴速度衰减越缓慢;随着喷嘴直径的增加,雾滴速度呈现先增大后减小的变化规律;全尘和呼吸性粉尘降尘效率随着喷嘴出口直径的增加均有所提高,但增幅较小;综合考虑喷嘴降尘性能、耗水量和耗气量等因素,在采掘作业场所进行气水喷雾降尘时,选择出口直径为2. 0～3. 0 mm的空气雾化喷嘴较为合适。

航改燃气轮机压力雾化喷嘴对比试验

分别以航空煤油和轻柴油为燃料,对某航改燃气轮机燃油喷嘴的工作特性和雾化质量进行了对比试验研究。结果表明:在供油压力不变时,两种燃料的喷雾锥角与雾化粒径基本一致,但受密度影响,燃料流量有所改变;随着供油压力的增大,两种燃料的雾化粒径减小,当供油压力增大到一定值后,雾化粒径基本不变;主、副油路共同工作时,喷雾锥角和雾化粒径基本与主油路单独工作时的一致。试验结果为该型燃气轮机燃料换烧提供了重要依据。

空气雾化喷嘴对胶雾化效果的模拟研究

通过仿真软件Fluent研究空气雾化喷嘴对聚氨酯胶的雾化效果,选择喷嘴的混合区和喷嘴出口下游的雾化区为计算区域,对计算区域的气相流场、两相流流场分别进行模拟,得到不同气相进口速度下计算区域的速度场、压力场的变化规律,胶滴达到较好雾化状态时的时间,以及胶滴在喷嘴出口下游不同距离截面上粒径百分数分布情况;同时分析了不同气相进口速度、相对速度、质量流率以及粒子流数量对胶滴平均雾化粒径的影响规律,得到了有助于胶雾化的参数,为后续试验工作提供依据。