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超声波雾化喷嘴原理介绍

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2017-07-18 17:40:00【

1超声波雾化设计原理分析

有关研究认为,超声雾化是利用超声能量使液体在气相中形成微细雾滴的过程,即在振动的液体表面产生超声波,由振幅所构成的振峰把液滴从表面分离并破碎。随着超声波频率增加,雾化液滴越来越细,一般在超声波的振动频率作用下,可获得微细的液滴。此外,超声波频率场还能消除或减薄传热面附近的温度附面层,从而促进传热。

超声雾化器分为两大类:流体动力型和电声换能型。流体动力型超声雾化利用高速气体或液体激发共振腔而产生超声,其频率主要由共振腔的几何尺寸决定,

雾滴大小与液流速率、气压大小和喷嘴结构有关。超声气雾化技术采用的就是

流体动力型超声雾化器,另外水、有机液体、熔融金属等液体介质的超声雾化也常采用这种形式。电声换能器型超声雾化利用换能器将高频电磁振荡转化为液体的机械振荡,使液体破碎成雾。主要有两种形式:一种是压电换能器在液体中辐射强超声,通过薄透声膜辐射到液体中,而在液面产生喷泉状雾化,这是典型的超声加湿器原理;另一种是液体流至超声聚能器表面,并形成薄液层,薄液层在超声振动作用下激起表面张力波,当振动面的振幅达到一定值时,液滴即从波峰上飞出而形成雾化。

雾化喷嘴是雾化装置中使雾化介质获得高能量、高速度的器件,也是对雾化效率的高低和雾化过程的稳定性起重要作用的关键部件。它的功能是控制雾化介质的流动和流型,以求有效地破碎液体金属和生产特定性能的粉末。雾化喷嘴事实上是一件换能器,即将高压气体具有的动能转化为金属的表面能。作为换能器,其能量转换效率是至关重要的。

2超声波雾化喷嘴分类

 

目前实际应用的雾化喷嘴在型式和结构方面多种多样,通常根据液体的温度和生产粉末的要求,选择适当的雾化喷嘴型式。由于它在整个工艺过程中起着重要的作用,一向受到生产和研究者的极大重视。

2.1雾化水类的喷嘴——离心式超声雾化喷嘴

 

 

该喷嘴为离心2超声喷嘴的组合。当无雾化剂时,具备离心喷嘴雾化的特性,水从喷口喷出后,形成锥形水膜,水膜在离出口一定距离处,失稳、破碎成大小不同的水珠。由于喷口尺寸大,雾化质量差。有雾化剂时,由于高速气流和超声波的作用,锥形水膜离开出口后立即被雾化成大小不同的水珠,水珠随气流向下游运动。

2.2 雾化汽油等燃料类的喷嘴——喷注式发生器雾化喷嘴

喷注式发生器(空气哨),超声波发生器设置在燃烧器本体上,当液体通过雾化器时,在燃料喷射区和燃烧区产生超声振动,雾化燃料和强化燃烧。为便于制造、使用、维护,所使用的超声波雾化器采用喷注式发生器结构,即利用蒸汽或压缩空气在雾化器内流动,在其端部产生超声波振动以雾化燃油。

为保证工作可靠性与工作质量(雾化质量),雾化器采用两级雾化,即机械雾化与超声波雾化相结合。在雾化器中心采用机械雾化结构,燃油在管道中心流动,通过旋流室和雾化片先进行第一级机械雾化。在雾化室出口处外围有一环形共振腔槽,蒸汽或压缩空气流过环形腔体时,高速气流产生超声波振动,对机械雾化喷出的油雾作第二级雾化,从而获得雾化质量满意的燃油雾化。

2.3 雾化金属粉末的喷嘴——双层固体技术雾化喷嘴[2]

它的工作原理是:雾化喷嘴最上端为熔融漏斗,周边是加热线包,直接对漏斗加热,融化金属,采用XMT2101型数字温控仪(具有012级精度)精确控制其加热温度;塞杆上半部有螺纹,在融化金属时下半部起到堵住漏斗的作用。盖子用3个螺钉固定在漏斗上,上面开有<12的孔,开始时作为加料孔,加料完毕后插入温度感应器,精确测量熔融液体温度。漏斗与第一层喷嘴之间有石墨垫(型号为450度),450度以下时起很好的隔热效果。雾化开始后,通过旋转塞杆,每转一圈,塞杆高度增加一个螺距,在盖子上装有刻度盘,直接指示金属的质流率,控制熔融金属的流速。

文章来源:超声波雾化

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