An experimental study on the atomization characteristics of the nozzle for the after-pot cooling of galvanized steel sheets

Air-atomized fog cooling is particularly suitable for the after-pot cooling of galvanized steel strips.With air and water serving as working media,an experimental study was conducted on the atomization characteristics of a newly-developed cross-flow type of fog nozzles.The water flux distribution,spray angle and pressure of water and air were measured.The results show that the water droplet size was small and insensitive to the water flow rate.The spray angle was small and the water flow rate slightly affected the air pressure in the chamber.An empirical correlation between the pressure in the chamber and the gas flow rate was obtained for the purpose of equipment design.

油水气混合的数字化微量润滑装置

微量润滑装置对油水气量的准确控制及其雾化效果,将直接影响切削冷却效果,进而影响零件加工质量。为改善微量润滑装置的辅助切削效果,研制了一种具有油水气混合的数字化微量润滑装置,有效改善了润滑油雾喷射的连续性和均匀性。基于微量润滑雾化技术,设计开发了数字化微量润滑装置,搭建铣削工艺实验平台,测试新型微量润滑装置的辅助切削效果。结果表明,所研制的油水气混合的数字化微量润滑装置能够明显提高油雾质量和辅助切削效果。

取向硅钢常化冷却段空气雾化喷嘴内流场数值模拟

为改善取向硅钢常化过程带钢的冷却效果,对空气雾化喷嘴内气液两相流动过程进行三维数值模拟研究,分析空气压力和水流量对喷嘴内流场速度和液相体积分数的影响。数值计算值与实验测试值吻合良好且最大误差小于10%。结果表明:当水流量一定时,随着空气压力的逐渐增大,喷嘴内速度增大、液相体积分数减小,喷嘴出口处速度分布均匀性变差,液相体积分数分布更均匀;当空气压力一定时,随着水流量的逐渐增大,喷嘴内速度逐渐减小、液相体积分数增大,喷嘴出口处速度分布更均匀,液相体积分数分布均匀性变差;喷嘴气水压力比为1.1时冷却均匀性较好,冷却均匀性最佳的工况为空气压力0.2 MPa、水流量180 L/h。

航空发动机试车台空气雾化加湿系统设计与研究

航空发动机检验试车时,进口空气湿度会影响对发动机性能的准确评判。针对航空发动机试车台,开展了空气雾化加湿系统设计与研究。采用基于欧拉法的气液两相流动计算方法研究了液滴喷出后的运动过程和传质过程,分析了液滴参数对空气湿度的影响。计算结果表明:液滴直径直接影响了空气的加湿湿度,饱和水蒸气加湿流量条件下,空气温度与液滴最大允许直径成抛物线关系;低温环境时,可以通过喷射过盈的水流量增大空气湿度。根据分析结果,完成了航空发动机试车台雾化喷嘴选型和喷雾段设计,通过开启不同数量的喷嘴可以满足不同温度下进口空气的加湿需求。

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。

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。

冻细雨分布匹配的量化评估方法

为实现过冷大水滴(Supercooled large droplet,SLD)结冰条件中冻细雨结冰条件的精细化匹配,本文通过分析美国联邦航空管理局颁布的14CFR25附录O中给出的冻细雨液滴尺寸分布,提出了冻细雨分布匹配的量化评估方法。该评估方法引入标准化质量分数概念,计算测量值与冻细雨液滴尺寸分布之间的匹配偏差因子,采用Rosin-Rammler分布函数构建最优匹配累积分布函数,以此作为匹配偏差最小阈值,量化评估液滴尺寸匹配程度。基于新型喷雾测试平台和自研的空气辅助雾化喷嘴Model 1和Model 2,采用该方法对冻细雨条件开展匹配和评估研究。研究结果表明:针对冻细雨(水滴中值体积直径(Median volumetric diameter,MVD)<40μm)条件,液滴尺寸分布匹配偏差最小阈值F_(c)=11.82%,Model 1+Model 1和Model 1+Model 2组合匹配偏差因子F分别为24.08%和22.02%,匹配程度均评价为“中等(Fair)”。针对冻细雨(MVD>40μm)条件,液滴尺寸分布匹配偏差最小阈值F_(c)=3.76%,Model 1+Model 1和Model 1+Model 2组合匹配偏差因子F分别为22.78%和14.89%,其中Model 1+Model 1组合匹配程度评价为“中等(Fair)”,而Model 1+Model 2组合匹配程度评价为“良(Good)”。

空气雾化喷嘴内流场的特性分析

提出了基于仿真软件研究空气雾化喷嘴的内流场特性的方法,通过CFD仿真软件分析了不同气体压力、不同液体流量对喷嘴内流场的速度、湍动能以及液体体积分数的影响。研究表明:混合腔中径向截面积不变时,速度和湍动能几乎不随气体压力或液体流量的变化而发生变化,液体体积分数均匀速下降。在混合腔的径向截面积缩小以后,当液体流量一定时,速度和湍动能与气体压力呈正相关关系,且增长的幅度也越大。而液体体积分数随着气体压力的增大不断下降,减小的幅度也不断增大,气体动力增大的同时对液体的约束力逐渐增强。当气体压力一定时,根据气体压力的增加,速度和湍动能随着液体流量的增加出现上升的趋势,但增加的幅度逐渐减小,液体体积分数随液体流量的增加逐渐下降,但减小的幅度也逐渐减小。

超音速虹吸式空气雾化喷嘴雾化特性研究

针对传统雾化喷嘴喷雾捕集微小粉尘效率不佳的问题,利用自主搭建的喷雾特性和降尘效率测试实验系统,对比分析超音速虹吸式空气雾化喷嘴与内混式空气雾化喷嘴的雾化性能和降尘效率。研究结果表明:随着供气压力增高,雾滴粒径逐渐减小;雾滴粒径随喷嘴出口距离的增加而增大;最佳雾化条件下,超音速虹吸式空气雾化喷嘴雾化粒径更小且雾滴分布均匀;距喷嘴30~60 cm区域内,供气压力越大,雾滴速度越快,雾滴轴向速度衰减程度越小;距喷嘴60~90 cm区域内,供气压力越大,雾滴速度越快,雾滴轴向速度衰减程度越大;在最佳雾化条件下,超音速虹吸式喷嘴对全尘、呼吸性粉尘的降尘效率高达91.46%、90.77%,内混式喷嘴的降尘效率仅为80.31%、75.22%,超音速虹吸式空气雾化喷嘴对煤粉全尘与呼吸性粉尘的除尘效率更高,降尘效果更佳。

空气雾化喷嘴内部流场的瞬态研究

为了更加深入了解空气雾化喷嘴内部的流动状况,首先通过建模软件建立了喷嘴的内部三维模型,然后在空气入口压力为0.031 MPa,液体流量为10 L/h、15 L/h、20 L/h的工况下利用Fluent软件中的大涡模拟模型对喷嘴的内部流动的瞬态过程进行数值模拟。通过对喷嘴中心轴线上和不同截面上的压力、速度和气相体积分数等参数进行提取分析,以此得到喷嘴内部流场的流动特征,并为改善空气雾化喷嘴的雾化质量以及研发设计提供理论依据。

转炉煤气干法除尘双流体空气雾化系统的特点

介绍双流体空气雾化喷嘴系统特点,如雾化颗粒非常细小,确保100%蒸发;单只喷嘴水量大,喷雾覆盖面积大;水量调整范围大,雾化颗粒直径恒定;系统运行成本低,显著节能;优异的抗堵性能,使用维护量小;喷嘴耐腐蚀,使用寿命非常长,同时阐述双流体雾化及控制系统配置特点。

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。

双流体喷嘴雾化特性的试验研究

利用PIV测量技术,通过试验研究了两种双流体雾化喷嘴(气泡雾化喷嘴和Y型喷嘴)的雾化特性,分析了气液比、液体流量、喷嘴结构等对雾化性能的影响,研究结果表明:气泡雾化喷嘴的雾炬比双流体喷嘴更饱满,雾化质量更好;雾化颗粒平均粒径随着气液比增加呈现下降趋势,当ALR>0.04,雾化颗粒平均粒径减小的趋势趋缓;随着被雾化液体流量的增加,雾化颗粒平均减小;在相同混合室面积条件下,增大雾化气注入孔截面积有利于雾化质量的提高.

内混式空气雾化喷嘴雾化特性及降尘效率研究

为了掌握内混式空气雾化喷嘴喷雾特性及降尘性能,借助自主研发的喷雾降尘实验平台,对内混式空气雾化喷嘴与X旋流型压力喷嘴流量、雾化角、射程、雾滴体积分数、雾滴粒径、雾滴速度等喷雾特性参数及降尘效率进行了实测,并对实验结果作对比分析。结果表明:随着供水压力的增加,内混式空气雾化喷嘴水流量和气流量分别呈指数形式递增和递减,气液质量流量比不断下降;压力喷嘴水流量随着供水压力的增大而增大,水流量与供水压力的1/2次方成正比。随着供水压力的增加,2种喷嘴的雾化射程、雾滴体积分数及雾滴速度均增大。X旋流型压力喷嘴雾化角明显大于空气雾化喷嘴,其喷雾作用范围更宽;随着供水压力的不断提高,空气雾化喷嘴雾化角呈现先增大后减小的变化规律,而压力喷嘴则一直以较小的幅度不断减小。空气雾化喷嘴由于有压缩空气作为助力,在供水压力较低时能获得较为理想雾滴粒径,且随着供水压力的增大,雾滴粒径不断增大;普通压力喷嘴的雾化粒径随着供水压力的提高而减小,且需在较高的供水压力下才能获得理想的雾滴粒径。在相同的供水压力下,空气雾化喷嘴雾滴粒径和水流量均小于压力喷嘴,而雾滴体积分数、雾滴速度及降尘效率均高于压力喷雾。气水喷雾较压力喷雾具有明显的优势,获得相同的降尘效率,气水喷雾耗水量仅约为压力喷雾的一半。

Y型气流式喷嘴的雾化滴径和滴径分布

索特平均滴径(SMD)和滴径分布是描述喷嘴雾化性能的主要指标。根据Y型喷嘴雾化过程的特征,提出了Y型喷嘴的液滴随机分裂模型,得到了SMD的表达式。考察了Y型喷嘴对氯化聚氯乙烯(CPVC)氯化液的雾化过程,利用Mastersizer2000型测粒仪测定了雾化滴径分布。关联了SMD的经验方程,得到了初次雾化平均滴径。采用液滴随机分裂模型模拟计算了雾化滴径分布,计算结果与实验结果吻合,说明模型和平均滴径方程可以用来预测Y型喷嘴的雾化性能。

流体动力式空调喷水室理论及靶式撞击流喷嘴的实验研究

介绍了流体动力式空调喷水室的理论及撞击流技术应用现状,系统阐述了撞击流喷嘴的雾化机理。对改进后的靶式撞击流喷嘴进行了实验研究。

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。

小型二流式喷嘴雾化性能研究

以适用于小型设备的小流量气流式雾化器为研究对象 ,对六种具有不同气体出口长径比的喷嘴分别进行试验 ,讨论其在不同操作参数下的雾场特性 。

半干半湿法烟气脱硫雾化增湿设计

烟气增湿对半干半湿法烟气脱硫起着关键作用。本文分析了空气雾化效果优于机械雾化效果;计算了FM10型空气喷嘴雾化粒径可满足给定烟气条件下的蒸发粒径;烟气流中雾羽角度收缩,喷嘴均匀布置于烟道,避免湿壁;烟气增湿后,袋式除尘器需采取良好的保温措施,应选用表面处理的易清灰滤料,圆筒状滤袋。

气动旋流雾化原油喷嘴雾化特性的实验研究

鉴于提高原油加热炉燃烧器的燃烧效率对油田节能降耗有着重要的经济意义 ,开发了新型内混式气动旋流雾化原油燃烧器喷嘴。为了评定喷嘴的雾化特性 ,在不同雾化压力下 ,应用可适性相位多普勒激光测速仪 (APV系统 )对喷嘴雾化场进行了实验研究。结果表明 ,在气液质量比小于 0 1、雾化压力 0 4MPa时 ,雾化液滴的索太尔平均直径小于 2 4 μm ,粒径分布较均匀 ;在雾化场中 ,沿半径方向浓度呈钟形分布 ,可明显改进喷嘴的燃烧性能。与其它气动雾化喷嘴相比 ,这种喷嘴需要的雾化气量小 。