气水两相流喷嘴特征结构对雾化性能影响的实验研究

设计加工了一种气水两相流雾化喷嘴和一套完整的实验系统,进行了不同特征结构参数下的雾化效果实验。研究表明,气孔的数量与孔径、水孔的孔径、气孔偏移角、出雾口形式均对两相流喷嘴的雾化性能有很大的影响,其中,气孔偏移角在低压能源下对喷嘴雾化颗粒尺寸分布有重要影响。为低能耗,小粒径的喷嘴结构的优化和除尘装置的设计提供了理论依据和关键技术支撑。     

微细金属粉末雾化喷嘴的设计进展

分析用于金属粉末生产的雾化喷嘴的结构设计,总结紧藕合雾化喷嘴、超高压雾化喷嘴、层流雾化喷嘴和固体雾化喷嘴的技术特点,具体介绍了双层固体雾化喷嘴的雾化机理.     

喷嘴结构对流动特性影响的试验研究

为了提高喷嘴的雾化效果,对3种螺旋喷嘴进行了实验,建立了由泥浆泵、管路、流量计、阀门、压力表组成的试验装置,研究了喷嘴的结构尺寸对流动特性的影响。实验结果表明,当喷嘴出口结构相同时,通过减小喷嘴出口过流面积,可以降低喷嘴流量。     

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。     

雾化喷嘴及其设计浅析

按喷雾形状和雾化方法对现有喷嘴进行分类,并介绍各类喷嘴的特性和应用场合;针对不同类型,具体分析了影响喷嘴雾化能力的相关因素;在分析相关因素的基础上,根据雾化机理和实验研究以及煤矿现场使用经验,提出改善喷嘴雾化能力的措施。     

基于有限元仿真分析的高压雾化喷嘴设计及参数优化

为解决高压喷雾用喷嘴的耗水量大、堵塞和使用寿命短的问题,设计了一种利用导流孔实现水流螺旋混流的新型喷嘴,提出了影响喷嘴雾化效果的关键参数：水流入射角度、喷嘴腔体长径比和喷嘴出流直径,运用有限元仿真分析的方法对以上参数的影响效果进行了仿真研究。仿真结果表明:出流直径对雾化效果影响最大,减小出流直径可显著提高雾化效果;水流入射角度和腔体长径比两者合理配合可有效提高喷嘴的雾化能力,同时也影响了雾化的角度。以优化后的参数加工喷嘴进行试验,结果表明最低雾化压力为2 MPa,雾化角度和喷射距离等达到了设计要求,降低了对水质的要求,达到了节水耐用的目的。     

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/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。     

专利技术

液体喷射雾化喷嘴刘茂本、孟祥董发明的液体喷射雾化喷嘴(专利号:93220367.1),该喷嘴包括有针阀,针阀体,针阀下端包括有圆柱形柱塞,其柱塞圆柱形表面上均匀分布有多条螺旋形沟槽。该喷嘴具有较好雾化性能,雾化均匀颗粒较小,结构简单易于加工,成本低廉。该喷嘴可作为各种类型发动机如柴油机、燃气轮机等喷油嘴,也可以用于喷射雾化其他液体以及粉煤浆,矿山喷射雾化防尘设备。     

煤矿喷雾降尘系统雾化喷嘴的CFD数值仿真研究

矿井采煤过程中会产生大量的粉尘,目前主要以喷雾降尘为主。为深入研究入射水压和喷嘴口径对喷嘴内部流场和雾化效果的影响。笔者利用FLUENT软件对常用的带旋流芯的喷嘴在不同入射水压下内部流场进行了数值模拟仿真,得出了喷嘴内部的速度场在不同入射压力下的分布规律,以及在同一入射压力(1 MPa)下,不同口径喷嘴内部流体运动规律。并得出在一定范围内,喷嘴入射压力越大,雾化效果越好;喷嘴口径越大,雾化效果越好这一结论。     

新型空气雾化喷嘴雾化特性实验研究

通过对含导流芯式新型空气雾化喷嘴雾化特性的实验研究,结果表明,喷嘴的有效射程、最大射程和雾化角都随气压和水压的增大而增大,水压和气压越大,雾化效果越好;雾滴粒径和气压成反比关系,另外雾滴粒径随着水压的升高先增大后减小,高水压高气压时喷嘴产生雾滴的粒径更小,对矿尘的捕集效果更好。     

内混式空气雾化喷嘴内部流动状况对喷雾效果的影响

为了提高内混式空气雾化喷嘴的喷雾效果,采用数值模拟方法分析喷嘴内部流动状况对下游雾化效果的影响,并通过实验验证。结果表明:随气液压力比增大,液核长度明显缩短,液体一次雾化效果更好,并且喷嘴出口气液混合物的速度也更大,喷嘴内部流动状况更好;随气液压力比增大,喷嘴雾化锥角也较大,雾滴覆盖范围更广;喷嘴内部流动状况越好,实验测得的雾滴粒径也越小,由此可以看出喷嘴内部流动状况对于下游喷雾发展具有较大影响。     

喷射沉积连续挤压制备Al-20Si参数探究

探究喷射沉积连续挤压技术制备AL-20Si工艺参数的选择,通过对比不同气压、过热度、喷射距离、双盘转速下的沉积坯形貌、组织等,确定其工艺参数。结果表明：1、雾化喷嘴选用约束型可获得宽度为10-12mm沉积坯;2、雾化气压选择0.3Mpa,过热度选择180-200℃时,沉积坯尺寸,弥散因子,初生硅球化较好;3、喷射距离为294mm,双盘转速大于1100r/min对沉积坯质量影响不大,4、连续挤压后得到的制品致密度达到99.8%,力学性能大幅度提高,延伸率达到9%。     

X旋流压力喷嘴雾化锥角实验研究

为研究X旋流压力喷嘴的性能和参数,基于自行设计的喷雾实验系统,采用高速摄像仪成像方法,设计了5种不同喷嘴直径分别对应8种不同喷嘴供水压强的喷雾实验。实验结果表明:当X旋流压力喷嘴直径小于1.5mm时,喷雾雾化锥角随着喷嘴供水压强的上升而上升;当喷嘴直径大于1.5mm时,喷雾雾化锥角随着喷嘴供水压强的增加而减小;在相同供水压强下,喷雾雾化锥角随着喷嘴直径的增大而增大,且增大的幅度随着直径的增大而减小。     

气水两相流喷嘴喷射条件对雾化降尘影响的实验研究

喷嘴的雾化特性和喷雾降尘系统的设计直接影响到矿道雾化降尘的效果。文章设计加工了一种气水两相流雾化喷嘴,和一套完整的除尘系统实验平台,开展了不同喷射条件参数下的雾化特性实验和不同雾化特性的雾化降尘效果实验。研究表明,喷嘴雾滴粒径随着气压的增大而减小,随着水压的增大而增大,在一定气液比值范围内,喷嘴具有良好的雾化性能,粒径小,雾化均匀,在外流场中沿横向方向几乎不变,沿轴向方向逐渐增大;且实验发现降尘效率随着雾滴粒径和雾化量的的增大而减小,随着粉尘浓度的增大而增大,在雾滴粒径小于10μm时,对呼吸性粉尘的去除有良好的效果。为气水两相流喷嘴的使用和除尘装置的设计与布局提供了思路和关键技术支撑。     

喷射沉积连续挤压制备Al-20Si的参数

通过对比不同气压、过热度、喷射距离、双盘转速下的沉积坯形貌和组织,确定喷射沉积连续挤压技术制备Al-20Si的工艺参数。结果表明,雾化喷嘴选用约束型可获得宽度为10~12 mm沉积坯。雾化气压0.3 MPa,过热度180~200℃时,沉积坯尺寸、弥散因子、初生硅球化较好。喷射距离为294 mm,转速超过1 100 r/min后,双盘转速对沉积坯质量影响不大。连续挤压后得到的制品致密度达到99.8%,力学性能大幅度提高,延伸率达到9%。     

微雾喷嘴雾化特性及降尘性能

微雾喷嘴是一种改良型的湿式除尘构件.为了解其雾化特性和降尘效果,选用斯普瑞、泰格、LN这3种不同微雾喷嘴,基于现有实验平台及分析仪器进行了2组实验研究.结果表明:在出口直径相同时,随着水压的升高,3种喷嘴的流量、射程均增大,雾滴粒径减小,雾化角则先增大后减小;当固定水压时,这3种喷嘴的流量、雾化角和雾滴粒径随喷嘴出口直...     

矿井降尘超声雾化喷嘴空化流动特性仿真研究

基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)方法,应用自动生成网格技术,采用两相流混合流体完整空化湍流模型;对矿用Hartmann型超声雾化喷嘴的管流型空化进行非定常数值模拟研究。模拟结果揭示超声雾化喷嘴管流型空化发生机理和空化泡的流动特性,预测超声雾化喷嘴的空化产生部位和程度;喷嘴内部和喷嘴口外侧空化强度较大,谐振腔内部无空化现象,只是起到空化泡的破碎作用;进口压力大于3 MPa后对气相体积分数和空化强度影响较小。     

喷嘴喷雾压力与雾化粒度关系的实验研究

对喷嘴雾化粒度的指标和雾化粒度的测定方法进行了分析,利用Winner313激光粒度分析仪设计了喷嘴雾化实验系统,对煤矿采煤工作面常用的5种喷嘴进行了5个压力下的雾化粒度测定,得到了各类喷嘴在不同压力下的D50、D90、D[3,2]等数据,根据数据分析得出：要对呼吸性粉尘有较好的捕集作用,就必须实现高压喷雾;8 MPa作为支架和煤机喷雾压力时的雾化粒度对采煤工作面降尘效果最佳。通过在综放工作面的实际应用,降尘率平均在90%以上。     

煤矿雾化喷嘴内气液两相流动的CFD数值模拟

应用FLUENT软件,对2种不同K系数的雾化喷嘴进行了数值模拟计算。分析了不同入口压力方案,得出如下结论:相对于K=0的喷嘴,K=0.3的喷嘴可有效地抑制喷嘴口气穴的形成,提高了喷嘴流量的均匀性,更好地实现了流体的有效雾化。     

基于CFD的矿用旋流喷嘴结构仿真研究

煤矿降尘喷雾系统的核心部件为喷嘴,喷嘴的雾化效果直接影响降尘的效率和效果,为研究旋流喷嘴的雾化效果,利用Fluent仿真软件对喷嘴导流芯旋流腔圈数及喷嘴出口长径比进行数值仿真模拟,同时对喷嘴局部能量损失提出相应优化。结果显示:旋流状态下流体的平均出口速度可以大大提高,相同进口压力下随着旋流腔圈数的增多,流体出口速度会降低;喷嘴出口长径比对出口湍流动能影响较大,一定条件下增大长径比可以提高雾化效果;出口轮廓会影响喷嘴局部能量损失,收缩角局部设置成流线型能量损失减少。