旋转压力式喷嘴喷雾特性的实验研究

以纯水为雾化介质,研究了旋转压力式喷嘴喷雾特性.测得了喷嘴流量、喷雾角、雾滴直径与压力的变化关系,以及雾滴粒径和喷嘴径向喷雾通量的分布情况.实验结果表明：压力和喷嘴孔径同时影响喷嘴流量、喷雾角、雾滴直径;雾滴粒径主要集中在80～200μm之间.旋转压力式喷嘴的喷雾通量在雾锥中心处最大,随着压力增大,邻近雾锥中心的区域喷雾通量变大,在雾锥边缘处喷雾通量变小.实验结果为旋流压力式雾化器的工业化设计提供了重要的实验依据.     

增湿塔喷嘴的选用方法

喷嘴是增湿塔的关键部件,优质喷嘴应该具有以下要求;形成的雾滴直径较小;流量调节范围较宽;扩散角较小,方便喷嘴布置;液体喷口较大,不容易被粉尘颗粒堵塞,耐磨使用寿命长。所以,在选择喷嘴时,要同时关注喷水量、设计压力、雾滴直径、扩散角、射程、喷口大小、喷嘴材质、喷水量调节比等因素。     

喷动床脱硫压力旋流喷嘴的雾化性能

雾化喷嘴是半干式喷动床的关键部件之一,其雾化性能直接影响脱硫效率。为了得到喷嘴雾化的详细信息,用激光粒度测试仪对空心锥压力旋流式喷嘴和实心锥压力旋流式喷嘴雾化性能进行了实验研究,得出不同类型、不同孔径的喷嘴的流量,索太尔直径DSM,雾滴粒径分布DSP等与压力的关系。实验表明:流量与压力平方根成正比关系;DSM与压力为e函数的单调减函数关系;实心锥喷嘴出口直径越大,雾滴粒径平均分布(■)越小,粒径分布范围越窄,雾化性能越好,空心锥喷嘴则变化不明显;压力增大,实心锥喷嘴的DSP变大,雾滴粒径在压力低时分布比较均匀。     

假塑性流体雾化研究：Ⅰ.雾化特性的研究

本文采用二流式气动喷嘴，通过激光衍射粒径分布测量系统对假塑性流体料液的雾化特性进行了试验研究，得到了物料特性（主要指粘度）和操作参数（主要指气液质量比和空气速度）以及喷嘴液气出口面积比对雾滴平均直径和尺寸分布参数的影响，并进行回归，得到预测雾滴平均直径及尺寸分布参数的关联式。     

旋涡压力喷嘴的雾化特性

利用FAM激光粒度测量仪,以水为工质对不同结构旋涡压力喷嘴在不同压力条件下的雾化特性进行了实验研究。建立了描述喷嘴结构、操作压力及喷出速度与液体雾滴平均直径之间关系的数学模型,为进一步优化设计旋涡压力喷嘴提供了依据。     

能否有效减少雾滴漂移

对喷雾雾滴飘移的调查主要是测定沉积在田块边下风方向水平地面上雾滴的比例。在英国和德国的调查工作表明,直径大于150μm的雾滴大部分沉积在半径约为6m的地面内,而小雾滴则随空气飘散,在风速和风向的作用下飘移到较远处。实验室对雾滴的大小测定和风洞试验研究得出了不同喷嘴的雾滴随空气飘移的比例。     

双流体喷嘴雾化特性实验

双流体雾化降温冷却技术是将气体和液体在喷嘴内部直接混合,在高压射流作用下直接雾化,雾化的小液滴气化时带走热量,从而降低工作区域温度。喷雾冷却降温系统广泛应用于养殖、高精度建筑及机械切削加工中刀具的冷却等。影响喷雾降温冷却的关键因素是雾滴粒径和雾滴运动速度。雾滴粒径越小,其总表面积越大,易于蒸发、气化,从而产生良好的降温效果;而雾滴运动速度加快则可以进一步加快工作区域的换热过程。文章利用相位多普勒粒子动态分析仪(PDA)对4种不同喷孔直径的喷嘴进行了较为详细的实验研究,获得了影响雾滴粒径和雾滴运动速度的重要因素,得到了双流体雾化喷嘴工作的最佳压力与孔径组合,为喷雾冷却降温的研究奠定了基础。     

压力式喷嘴雾化特性研究

用一操作简单的实验装置,以一定质量分数的甘油水溶液为工质,研究了压力式喷嘴雾化角、雾滴Sauter直径(SMD)与喷嘴孔径、雾化压力和粘度的关系。研究表明:雾化压力是雾化的有利因素,物料粘度是不利因素;实验条件下,压力式喷嘴雾化角随压力增大而减小,随喷嘴孔径增大而增大;在其他条件相同时,雾滴SMD随雾化压力增大而减小,随喷嘴孔径增大而增大,随物料粘度增大而增大。     

风动喷射式雾化器大型化试验研究

对气溶胶浮选的关键部件——浮选剂雾化的风动喷射式雾化器的大型化进行了试验研究,对其结构参数(喷嘴直径)和工作参数(风压)进行了优选,利用激光粒度分析仪对浮选剂雾滴平均直径进行了测试分析,确定了合理参数和影响规律。     

不同雾滴要求下气力式雾化喷嘴的最佳气耗率

为探讨和分析最佳气耗率与液体流量变化之间的规律,采用液体旋流式气力雾化喷嘴分别对水和水煤浆进行雾化特性试验,以雾滴索太尔平均直径和粒径分布作为主要判断指标,根据不同的应用场合对雾滴的不同要求,确定了最佳气耗率的选取标准。结果表明,不同内径的气力式雾化喷嘴在其液体流量(负荷)改变时,均对应有不同的最佳气耗点。最后,回归拟合了雾化工质为水的该喷嘴最佳气耗率经验公式,经对比与实验数据基本吻合。     

新型气液逆流撞击洗涤喷嘴的优化

针对一种新型气液逆流撞击式洗涤喷嘴,通过冷模实验,采用溶氧法考察了不同结构喷嘴的气液两相传质性能。结合解析率及流型变化,考察了喷嘴出口直径、切向进液口倾角、旋流室收敛段锥角、切向进液口直径、喷口长度5个参数对传质的影响,确定了优选喷嘴的结构尺寸,分析了该优选喷嘴在不同操作条件下(气速、表观液气比和轴切比)的传质效果。结果表明,优选喷嘴在轴切比为0.4~0.6且气速较高时传质效果较好。     

Experimental investigation of the effect of fuel nozzle geometry on the stability of a swirling non-premixed methane flame

An experimental investigation on the stability of a swirling non-premixed methane flame is reported in this paper. Methane gas is supplied through a central nozzle, and combustion (co-flow) air is supplied through an annulus surrounding the nozzle. Two main parameters were varied independently, which are the nozzle geometry and swirl strength; however the exit velocity of the central (fuel nozzle) jet and co-airflow were also varied to provide a wide range of test conditions. Two nozzles were tested: a contracted circular (referred to hereafter as CCN) and a rectangular (referred to hereafter as RN), which have similar equivalent diameter, D_e (defined as the diameter of a round slot having the same exit area as the nozzle geometry). The contracted circular nozzle has a diameter of 4.82 mm, and the rectangular nozzle has a diameter of 4.71 with an aspect ratio of 2:1. The swirl strength of the co-flow was varied by changing the vanes’ angle. The main results obtained from this study show that the rectangular nozzle exhibits higher entrainment and jet spreading rates compared with its CCN counterpart. In addition, the results revealed that increasing the swirl strength creates a flow recirculation zone which is larger with the RN compared with that of the corresponding CCN. These flow features associated with the RN lead to an enhanced mixing which consequently promotes better flame stability compared with its CCN counterpart.     

超小型油水分离旋流管的研究

论述了一种超小型旋流管的研究过程。该新型旋流管具有双进口、弧锥体的结构特征。设计了两种规格HL2 8和HL1 8(即公称直径分别为 2 8mm和 1 8mm)。通过对新型旋流管进行实验测试 ,HL2 8型优于国际上正在采用的Thew型双锥体和Amoco型单锥体旋流器 ,并且HL1 8型比HL2 8型旋流管有更高的分离效率。     

地沟油生物柴油在旋流喷嘴中的雾化实验及模拟

对地沟油生物柴油在旋流雾化喷嘴中的内部流场及外部流场进行数值模拟,考察了喷嘴孔径、旋流芯螺距、螺柱槽道横截面积和槽道形状等结构参数对出口雾化速度及索特平均直径的影响,通过实验对模型进行了验证。结果表明,0.7 mm孔径的喷嘴的韦伯数最大,索特平均直径与雾化锥角最优。螺距4 mm的喷嘴雾化特性最优,旋流芯螺距越小,流体在喷嘴内旋流次数越多,阻力损失越大,流体在切向分量上速度越大。梯形槽道的雾化效果最好,相同横截面积下槽道的水力直径越大,雾化效果越好;截面积1 mm2槽道的喷嘴最优,槽道横截面积越小,流体在槽道中的湍流程度越大,流体内部剪切应力越大,液体表面不稳定波急剧增大。     

旋流组合式催化裂化进料喷嘴液流分布实验

提出了一种采用组合式旋流器和球形双槽互击喷头的旋流组合式催化裂化进料喷嘴的概念,并针对不同的旋流器组合方式和喷头结构形式开展了旋流组合式催化裂化进料喷嘴液流分布实验,获得了其液流分布特性,初步掌握了喷嘴的雾化性能。结果表明,采用四组合式旋流器和采用内外嵌套组合式旋流器以及球形双槽互击喷头的喷嘴,喷射液层液流分布比较均匀,雾化效果较好;该结果对于进一步改进此类喷嘴的设计具有重要的参考价值。     

逆流喷雾干燥塔设计的探讨

喷雾干燥塔塔径和塔高常用的计算方法是利用列线图进行图解积分，这种方法计算过程繁琐，误差大。因此，对逆流喷雾干燥塔中雾滴运动微分方程的积分方法和雾滴运动阻力系数的计算方法进行了改进。设计算例表明：设计新方法方便、结果精确、易于编程实现计算机辅助设计。     

旋流压力式喷嘴低压喷淋液滴粒径的实验研究

以自来水为喷淋介质,对旋流压力式喷嘴低压喷淋液滴粒径进行了测试,分析了压力、喷孔直径和喷嘴流量对液滴索特平均直径(d_(SMD))的影响规律,研究了旋流压力式喷嘴液滴尺寸的分布规律。采用跨径(K)和均匀度指数(N)来揭示喷嘴低压喷淋质量。实验结果表明,d_(SMD)较大,超过250μm；d_(SMD)随喷孔直径增大而增大,随压力和喷嘴流量增大而减小；喷淋液滴尺寸分布均匀性较好,K小于0．65,N大于4。实验结果可以为旋流压力式喷嘴设计和改进提供重要的实验依据。     

Flow field in the freeboard of vortexing fluidized bed

A systematic investigation on the flow field in a vortexing fluidized bed cold model was reported. The gas velocity profiles within the freeboard with diameters of 0.19 m and 0.29 m were measured by using a five-hole pitot tube. A new parameter, called vortex number, V_or defined as the ratio of tangential velocity to axial velocity of the swirling gas stream, was proposed for representing the swirl intensity. V_or is found to be increased with secondary air velocity, and decreased with primary air velocity and diameter of secondary air nozzles. It is also found that the profile of swirl flow is significantly affected by the arrangement of the secondary air nozzles. The effects of inserted length of secondary air nozzles and geometric structure of expansion section on the swirl flow are also studied. Based on the experimental data, a correlation is presented to estimate the vortex number. Vortex number is found to be a function of the geometric structure of exhaust tube, diameter of secondary air nozzle and tangential air flow rate.     

高速煤粉燃烧器内燃烧特性数值模拟及结构优化

高速煤粉燃烧器火焰喷射速度高达60~200 m/s,炉膛内火焰较长,对流换热比例提高,使得炉膛内温度分布均匀,没有传统低速煤粉燃烧器火焰短,炉膛内局部过热和结焦等缺点。笔者以14 MW高速煤粉燃烧器为研究对象,采用数值模拟的方法,研究旋流强度、二次风温度等关键参数对燃烧器内煤粉燃烧的影响,针对燃烧器内煤粉燃烧特点进行结构优化设计。对旋流强度研究结果表明,当旋流强度S=2.2、2.8、3.2及3.7时,燃烧器内回流区形状变化不大,从一次风喷口开始到旋流叶片位置结束,回流区环绕一次风管;最大回流量在一次风喷口附近,距离一次风喷口越远,回流量越小;旋流强度对一次风喷口附近最大回流量影响不大,喷口附近最大回流量均在0.45 kg/s左右,当距喷口超过一定距离(L/H<0.35)时,旋流强度对回流量的影响开始变得明显,表现为旋流强度越大,回流区末端回流量越大,回流区末端回流量最大为0.30 kg/s,最小为0.17 kg/s。研究燃烧器喷口处燃烧状态表明,喷口处火焰旋流强度为0.10~0.28,与入口旋流强度正相关,火焰喷射速度150 m/s,为中等旋流强度的高速旋流火焰;喷口中心区可燃性组分富集,缺氧,燃料和氧气分层分布。当旋流强度提高,喷口中心区可燃性组分浓度降低,CO浓度从11%降低到10%,H2浓度从1.65%降低到1.40%,焦炭浓度从0. 14%降低到0. 11%,喷口边缘O2浓度从13%降低到10%。旋流强度S=3.2和S=3.7时可燃组分和氧气浓度分布变化较小,说明旋流强度提高对燃烧的影响减弱。考察0、100和200℃下二次风温度对燃烧的影响,结果表明,当二次风温度提高,煤粉在燃烧器内的反应时间有所降低,从0.15 s降低到0.11 s,但燃烧器内的煤粉碳转化率提高20%,达到65%。对燃烧器结构进行优化,加入中心风,对比中心风直流和旋流与不加中心风3种状态,结果表明,加入旋流中心风和直流中心风后喷口中心区半径r≤75 mm范围内可燃组分浓度降低,采用直流时由于气流刚性较强,喷口中心区氧气浓度升高,采用旋流中心风对中心区氧浓度影响弱,对可燃组分浓度降低效果优于直流中心风。     

Turbulent mixing in free swirling jets

Marker nephelometry was used to study the nozzle fluid concentration field of free swirling turbulent jets. Swirl was generated by guide vanes in a 7.14 cm diameter nozzle with swirl numbers of 0.22, 0.36, 0.61 and 0.68 as determined by direct measurement of the linear and angular momentum fluxes for the jets. The parameters measured include those describing the self-preserving forms of the mean concentration field, the intensity and integral scale of the concentration fluctuations, and the intermittency for the jets without internal recirculation (swirl number < 0.6). Results show that swirling jets without internal recirculation are very similar in structure. The data for the two jets with internal recirculation zones are given as contour maps describing the mean concentration and fluctuation intensity fields. The results as a whole describe jets with weak to moderate swirl and indicate trends to be expected for jets with strong swirl.