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螺旋喷嘴的工作原理

2018-01-12 15:55:13      点击:

一、螺旋喷嘴简介:

     螺旋喷嘴又叫脱硫喷嘴、防堵塞喷嘴、大流量喷嘴、除尘喷嘴、耐腐蚀喷嘴,是一种实心锥形或空心锥形喷雾喷嘴,喷流角度范围可为50°-170°。在3巴压强下,液体流率范围为5.5-4140升/分。这种结构紧凑的喷嘴有着畅通的流道由东莞市鑫悦净化科技有限公司首席设计师设计,可以最大程度地减少液体阻塞,使液体在给定尺寸的管道上达到最大流量。

      利用喷嘴进行液体的雾化是一种常见的工程技术,覆盖了从农业灌溉、射流清洗、水雾灭火、喷雾干燥到雾化燃烧、喷水冷却等工程领域,由于喷嘴的结构对雾化的效果具有极其重要的作用,因此其研究日益得到广泛的重视。

      在众多形式的喷嘴中,螺旋喷嘴采用机械原理进行雾化,具有雾化压力低、喷射通径大等特点,对雾化过程的泵送系统和雾化液体中固体颗粒的要求较低,近年来得到了广泛的应用,螺旋喷嘴的实心雾化面一般由2-4圈的同心雾化圆形组成,根据喷雾压力和流量不同,每个同心圆具有一定的厚度,因此,雾化颗粒的均匀性受同心圆形状的约束。 

二、螺旋喷嘴的工作原理

      具有一定压力和速度的液体从上向下流过螺旋喷嘴时,其外层部分液体撞击喷嘴上呈一定角度的螺旋面,从而改变喷射方向离开喷嘴,定义液体撞击喷嘴的开口底面为喷射面,图1a所示的螺旋面E,和E对应应是喷射上螺旋面E,定义在垂直于喷射轴线的一定距离上,雾滴组成的平面为雾化面,如图1b平面F所示,从微观上看,由于喷嘴螺旋锥体长度的存在,雾化面应当是一个凹球面,但是相对于较长的雾化距离,螺旋锥体的长度可以忽略不计,因而可以近似认为是一个平面。 

     由于不同层锥体喷射面流线与喷嘴轴心的夹角(螺旋角)不同,而且角度逐层减小,因而在雾化面可以形成具有相同间距的同心圆形状,一般设计雾化面由2-4个相互联结的同心圆组成,当逆向投射到螺旋喷嘴喷射面的几何结构是,由于在同一圈螺旋面内具有相同的螺旋角,而不同圈的螺旋面其螺旋角不同,相邻圈螺旋面之间的螺旋面必然具有明显的转换面,如图1a的G,因而在雾化面上可以看到明显的直线过度带,如图1b的H,由于面G的存在使得螺旋喷嘴螺旋体的强度具有应力集中的缺点,而且雾化面的液滴分布也会在H处出现雾滴重叠,不利于雾化液滴的均匀分布。

     采用内外双圆锥的空心渐变螺旋角螺旋喷射型面,提出了一种具有渐开线雾化面的新型螺旋喷嘴,根据雾化平面的要求,对渐开线的首尾进行优化处理,采用动坐标系向定坐标系映射的方法,推导了喷射型面的空间几何模型,并采用Matlab进行仿真,验证了提出的具体渐开线雾化面的喷射型面几何模型的有效性,为螺旋喷嘴的设计和制造提供了理论依据,采用了渐变螺旋角喷射型面设计后,由于转换面的取消,在对雾化面的圆形度没有非常严格要求的情况下,新型螺旋喷嘴应力分布合理,喷射分布更均匀,可以获得更好的效果。

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