影响喷嘴雾化能力的因素有哪些?

1.压力式喷嘴
采用压力雾化喷嘴(直通式和离心式)进行喷雾降尘时,除尘效率主要取决于供水压力,不同粒径的粉尘对于确定的使用场合要求的水压不同,粉尘越细,要求的水压越高。高的供水压力不仅能获得细小的水雾,而且使水雾粒子运动速度更快,空间中含有更多的水分,这对基于碰撞机理的降尘方法十分有利。根据实际粉尘粒子扩散情况和降尘效率要求,参照相应曲线选择合适的水压,可取得良好的效果和良好的经济效益。该结论适用于任何采用压力雾化喷嘴喷雾沉降煤尘的工作场所。

2.两相喷嘴
对于双相喷嘴来说,雾化能力受以下因素影响:

(1)混合管管径及长度的影响
混合管内径较小,可以增大气液两相的相对速度,有利于雾化,但会影响雾化颗粒的重新聚集;由于混合管过长,气体能量损失过多,所以液流雾化变差;混合管过短,气体能量不能充分利用,导致液流雾化不充分。

(2)喷嘴的影响
因为减小出口面积会增大出口压降,气液混合的加速效果会明显增强,气液混合的相对速度会增大,也会使得液相破碎得更细;但出口压降的增大必然会导致混合管内压力的升高,导致混合管内气液两相的相对速度下降,使雾化效果变差。

(3)气液比与雾化粒度关系
随着气液比的增大,雾化颗粒尺寸减小,因此,增加气液比可以增大气液两相的相对速度,使液膜破碎得更细,但当气液比增大到一定程度时,颗粒尺寸的变化并不明显。

(4) 液滴浓度随气液比的变化
随着气液比的增加,水的颗粒浓度降低,这是由于空气中水质量分数的降低引起的。

3、提高喷嘴雾化效果的途径
根据雾化机理及试验研究,结合煤矿现场经验,提出提高雾化效果的主要途径有以下几点:

(1)通过增大气液两相的相对速度差,增大空气动力,与大气力相比,液滴破碎得更细。

(2)为强化碰撞,提高液体喷嘴的出口速度,使相对喷出的液滴在碰撞过程中进一步破碎。研究发现,液滴出口速度较小,会汇聚成大液滴;液滴出口速度较大,虽然可以提高雾化程度,但这会降低气液相对速度,使气动雾化液滴变差。

(3)试验结果表明,喷嘴与混合管的几何形状和尺寸对雾化性能有很大影响,因此在模型设计时除了考虑它们对雾化的影响外,还应考虑它们组合后整体性能的变化。

(4)研究喷雾供水系统的流量、压力与喷嘴几何形状、结构形状之间的关系,提高雾化效果。水压越高,水雾颗粒越细。但水压过高带来的问题是:a.能耗大;b.供水系统中各部件承受的压力大,易发生故障,寿命短,尤其是矿山设备上的内部喷雾系统。这给我们带来了另一个研究课题:如何改进压力式雾化器的结构,在有限的供水压力下获得细小的水雾颗粒。

通过对喷嘴分类及特点的分析,指出了各类喷嘴的适用范围;在对影响喷嘴雾化能力的因素进行分析的基础上,提出了提高喷嘴雾化效果的途径;要提高喷嘴的雾化效果,必须使喷嘴的特性与供水系统相匹配,同时改善喷淋水的水质,提高喷淋水的过滤精度。

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