霧化噴嘴的工作原理

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霧化噴嘴的工作原理

對(duì)液態(tài)工作介質(zhì)的霧化原理研究往往滯后于噴嘴霧化技術(shù)應(yīng)用，它是為了改進(jìn)和完善霧化技術(shù)而慢慢開展起來(lái)的，20世紀(jì)30年代才開始對(duì)液體霧化機(jī)理進(jìn)行研究，目前還在研究之中，至今對(duì)有些霧化方式的機(jī)理也還研究的不夠透徹，下面介紹目前人們對(duì)幾種主要霧化方式的一般工作原理說(shuō)明：

    一，壓力霧化噴嘴：

    當(dāng)液體在高壓的作用下，以很高的速度噴射出噴嘴進(jìn)入到靜止或低速氣流中，由于噴嘴內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)不同，其霧化過(guò)程也不同下面介紹不同結(jié)構(gòu)作用下的壓力霧化噴嘴：

1，直射噴頭霧化過(guò)程

    液體經(jīng)過(guò)加壓后獲得較大的動(dòng)能，經(jīng)過(guò)小孔后液體將以很大的速度噴射出去，在液體表面張力、粘性及空氣阻力相互作用下，液體由滴落、平滑流、波狀流向噴霧流逐漸轉(zhuǎn)變

2，離心噴頭液膜射流霧化過(guò)程

    在液體壓力較低的情況下，液體所獲得的速度很小，這時(shí)主要是液體表面張力和慣性力起作用，雖然液體的表面張力比慣性力大，使液膜收縮成液泡，但在氣動(dòng)力作用下仍破碎成大液滴，隨著壓力增大，噴射速度增加，液膜在慣性力作用下而變得很不穩(wěn)定，破碎成絲或帶狀，與空氣相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，液體自身的表面張力及粘性力的作用逐漸減弱，液膜長(zhǎng)度變短、形狀發(fā)生扭曲，在氣動(dòng)力的作用下破碎為小液滴，在更高的壓力作用下液體射流速度更大，液膜離開噴口即被霧化 

    在研究離心式噴嘴霧化過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)液體的表面張力越小，則液膜越容易發(fā)生破碎，形成小絲、帶，形成更細(xì)小的液滴，液體的粘性對(duì)液滴破碎起到阻礙的作用，液體的粘稠度越高，液體越不容易霧化成小液滴，只能形成絲，甚至是片狀或塊狀，同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)液體的粘性對(duì)液體在旋流室的旋流張度也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，當(dāng)粘度低時(shí)，旋流室的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在切向和徑向兩個(gè)方向上給液體的作用力增大，使液滴的霧化質(zhì)量變好，在霧化中期，表面張力起主要作用，即影響液膜分裂，而在霧化后期，粘性力、表面張力、油滴慣性力和空氣阻力相互作用，是液滴進(jìn)一步分裂

二，旋轉(zhuǎn)式霧化噴頭

    將液體供向高速旋轉(zhuǎn)件中心，液體向旋轉(zhuǎn)件周邊或孔中甩出，它就是借助離心力和氣動(dòng)力而霧化液體的旋轉(zhuǎn)式霧化。當(dāng)液體流量很小，離心力大于液體表面張力時(shí)，轉(zhuǎn)盤邊緣拋出的少量大液滴，此時(shí)直接分裂成液滴。當(dāng)流量和轉(zhuǎn)速增大，液體被拉成數(shù)量較多的絲狀射流，液狀流極不穩(wěn)定，液體離開盤緣一定距離后由于與周圍的空氣發(fā)生摩擦作用而分離成小液滴。這就是絲狀割裂成液滴。當(dāng)轉(zhuǎn)速和流量再增大．液絲連成薄膜，隨著液膜向外擴(kuò)展成更薄的液膜，并以很高的速度與周圍的空氣發(fā)生摩擦而分離霧化，由薄膜狀分裂成液滴

三，介質(zhì)霧化式噴頭

    介質(zhì)霧化噴嘴根據(jù)不同的工作介質(zhì)又可分為蒸汽霧化。空氣霧化，根據(jù)霧化方式的不同又分為氣動(dòng)霧化和氣泡霧化，借助空氣或蒸汽等流體的高速同軸或垂直方向的高速射流，對(duì)液態(tài)工作介質(zhì)的液柱或液膜進(jìn)行霧化的噴嘴，統(tǒng)稱為雙流體霧化噴嘴，也稱為氣動(dòng)噴嘴、空氣霧化噴嘴，他們的霧化原理與前邊敘述的壓力霧化過(guò)程相似，只是加強(qiáng)了周圍氣流的流動(dòng)對(duì)液體的作用，這種噴嘴主要是利用高速，一般以每秒數(shù)十米甚至超聲速的空氣或蒸汽與低速液體的液柱或液膜相互接觸產(chǎn)生振動(dòng)、摩擦，使液體破碎為細(xì)小液滴，即空氣對(duì)液體的摩擦作用力大于液體的內(nèi)力使液體破碎流股或液膜