1. 压力式喷嘴
使用压力式雾化喷嘴(直射式和离心式)进行喷雾降尘时,除尘效率主要取决于供水压力。针对不同粒径的粉尘,具体使用场合所需的水压也不同。粉尘越细,所需压力越高。较高的供水压力不仅能产生细小的水雾,还能使水雾颗粒在空间中移动得更快、含水量更高,这对基于碰撞机制的降尘方法非常有利。根据实际粉尘颗粒的分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经济效益。该结论适用于任何使用压力式雾化喷嘴喷雾沉降煤尘的工作场所。
2. 两相喷嘴
对于两相喷嘴,其雾化能力受以下因素影响:
(1) 混合管直径和长度的影响
混合管内径越小,气液两相的相对速度越大,越有利于雾化,但会影响雾化颗粒的重新聚合。混合管过长会导致气体能量损失过多,使液流雾化效果变差;混合管过短则会导致气体能量无法得到充分利用,造成液流雾化不足。
(2) 喷嘴的影响
出口面积减小会使出口压降增大,从而显著增强气液混合物的加速效果,提高其相对速度,也会使液相破碎得更细。但出口压降增大必然会使混合管内的压力升高,导致混合管内气液两相的相对速度降低,从而使雾化效果变差。
(3) 气液比与雾化颗粒粒径的关系
随着气液比增加,雾化颗粒粒径减小。因此,增大气液比可以提高气液两相的相对速度,使液膜破碎得更细。但气液比增大到一定程度后,颗粒粒径的变化就不明显了。
(4) 液滴浓度随气液比的变化
随着气液比增加,水的颗粒浓度会降低,这是因为空气中的水质量分数减少。
3. 改善喷嘴雾化效果的方法
根据雾化机理和实验研究,并结合煤矿现场经验,改善雾化效果的主要方法如下:
(1) 增大气液两相的相对速度差,以增强空气动力作用,使液滴比在大气作用下破碎得更细。
(2) 为增强碰撞,可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,液滴出口速度较小时,会汇聚成较大的液滴;出口速度较大时,则能提高雾化程度。不过,这会降低气液相对速度,使空气动力雾化形成的液滴变粗。
(3) 实验结果表明,喷嘴和混合管的几何形状及尺寸对雾化性能有很大影响。因此,在模型设计中,除了考虑它们对雾化的影响,还应考虑组合后整体性能的变化。
(4) 研究喷雾供水系统的流量和压力与喷嘴几何形状及结构形态之间的关系,以改善雾化效果。水压越高,水雾颗粒越细。但较高水压也会带来以下问题:a. 能耗较大;b. 供水系统各部件承受高压,容易发生故障,使用寿命较短,尤其是采矿设备上的内喷雾系统。这也带来了另一个研究课题:如何改进压力雾化器的结构,使其在供水压力有限的情况下仍能产生细小的水雾颗粒。
通过分析不同类型喷嘴的分类和特点,指出了各类喷嘴的适用范围。在分析影响喷嘴雾化能力的因素后,提出了改善喷嘴雾化效果的方法。要改善喷嘴的雾化效果,必须使喷嘴特性与供水系统相匹配,同时改善水质,提高喷雾用水的过滤精度。
