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淺談噴嘴噴霧技術未來的發展
作者: 更新時間:2013年06月04日 瀏覽:

淺談噴嘴噴霧技術未來的發展

  噴嘴霧化技術涵蓋幾乎所有的工業領域,如交通運輸、農業生產,以及人民的日常生活,除了各種燃料(氣體、液體和固體燃料)的燃燒外,噴嘴霧化技術在非燃燒工業如催化造粒、食品加工、粉末涂覆、農藥噴灑方面等也有著廣泛的應用。現主要就噴嘴對液態燃料的霧化技術進行簡要的介紹。

    所謂液體的霧化就是指在外加能量的作用下,液體在氣體環境中變成液霧或其它小霧滴的物理過程。對于其霧化機理,已經有了多種解釋,如壓力震蕩說、空氣動力干擾說、空氣擾動說、湍流擾動說、邊界條件突變說等,現簡要介紹如下:

  壓力振蕩說

    壓力振蕩說是觀察到液體供給系統壓力振蕩對霧化過程有一定影響。由此根據一般噴射系統中普遍存在壓力振蕩,因此認為它對霧化起重要作用。

    空氣動力干擾說

    Castleman最早提出了空氣動力干擾說,他認為,由于射流與周圍氣體間的氣動干擾作用,使射流表面產生不穩定波動。隨速度增加,不穩定波所作用的表面長度越來越短,直至微米量級,射流即散布成霧狀。

    空氣擾動說

    空氣擾動說對湍流擾動說持相反態度,認為噴油系統內穴蝕現象所產生的大振幅壓力擾動是產生霧化的原因。

   湍流擾動說

    湍流擾動說認為射流霧化過程發生在噴嘴內部,而流體本身的湍流度可能起著重要作用。也有人認為作為湍流管流運動的噴嘴內流體的徑向分速度會在噴嘴出口處立即引起擾動,從而產生霧化。

  邊界條件突變說

    邊界條件突變說認為噴嘴出口處,液體的邊界條件(內應力)發生突變;或者是層流射流突出失去噴嘴壁面約束,使截面內速度分布驟然改變而產生霧化。上列五種噴嘴機理假說均有不足之處,甚至本身相互矛盾。大多數學者,如BraccoFV等人對空氣動力干擾說持支持態度。該種假說發展得比較充分,較好地解釋了低速射流分裂破碎原因,以此推理到高速射流,可以作為霧化的基本原因。目前國內外對燃油噴射霧化機理的研究主要從兩方面進行:一是利用數值計算技術建立多種假說模型進行數值模化研究;另一方面利用先進的光電測試技術去捕獲霧化過程的細節,以便為某種或綜合的假說提供支持。


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