不同雾化条件下静电喷雾沉积效果研究

以静电涂油机中的新型静电喷雾装置为研究对象,采用数值仿真技术来模拟雾滴在不同雾化条件下对目标喷涂物的喷雾轨迹,分析雾滴粒径、荷质比以及喷射间距对静电喷雾沉积效果的影响.结果表明,雾滴粒径相同时,随着雾滴荷质比的增加,雾滴沉积效果明显改善,但同时雾滴跑偏的情况也会增加;在喷射间距和雾滴表面电荷密度一定的情况下,大粒径雾滴的沉积效果较好,小粒径雾滴容易跑偏;对于粒径和荷质比相同的雾滴,喷射间距较大时喷雾沉积效果较差.     

引射空气对压力旋流喷嘴喷雾特性的影响

用定容器模拟斯特林发动机的燃烧室,以低硫柴油为介质,利用高速摄影仪和激光粒度仪,研究了空气引射对压力旋流喷嘴的喷雾发展规律和粒径分布的影响规律.结果表明,喷油量和气流引射对喷雾发展特征和雾滴直径分布影响很大,引射气流能消除静态喷雾初期的液体滴漏现象,使得形成稳定喷雾的时间变短, 喷雾扩散度增大,雾滴扩散程度明显增大,宏观喷雾形态改善;气体引射使得喷雾粒径减小,粒径分布范围更加集中,雾化效果明显改善.     

燃油荷电喷雾燃烧的冷态试验研究

喷雾燃烧是燃油的基本燃烧方式 ,改善雾化是提高燃烧效率、降低排放的关键 将静电技术应用于燃油喷雾燃烧 ,目的是研制一种全新的燃油燃烧技术———荷电喷雾燃烧 本文是对这一燃烧方式进行冷态荷电喷雾的试验研究 ,在试验研究过程中研制了燃油荷电装置、荷质比测定装置、燃油雾滴的捕集液 ,准确地进行了荷质比、雾滴粒径的测量 并首次将PIV技术应用于荷电喷雾的试验研究 ,结果表明 :在相同条件下 ,燃油荷电后将使雾滴粒径降为非荷电时的 5 0 %左右     

双流体喷嘴荷电雾化特性

针对压力雾化难以雾化高粘度液体的问题,设计了双流体喷嘴,利用气体动能提高雾化效果.以空气、水为介质,对双流体喷嘴进行了试验研究,测量得出了各控制参数间的互相牵制关系,发现了气液流量之间的一般规律.改变气液压力可以有效改变喷量与雾滴粒径以满足不同雾化要求,雾化片孔径的大小对雾化特性的影响很大.电极电压增大,荷质比随之增加,并从理论上进行探索,分析得出了当荷电雾滴荷质比达到分裂极限时,雾滴将进一步破碎雾化.试验表明,该喷嘴具有气耗低,喷量调节范围宽的特点,对高低粘度液体均能有效雾化,荷上静电以后,液滴粒径更加细小、均匀.     

燃油荷电喷雾燃烧冷态试验研究

喷雾燃烧是燃油的基本燃烧方式,改善雾化是提高燃烧效率、降低排放的关键,将静电技术应用于燃油喷雾燃烧,目的是研制一种全新的燃油技术－－荷电喷雾燃烧,本文是对这一燃烧方式进行冷态荷电喷雾的试验研究,在试验研究过程中研制了燃油荷电装置、荷质比测定装置、燃油雾滴的捕集液,准确地进行了荷质比、雾滴粒径的测量,并首次将PIV技术应用于荷电喷雾的试验研究,结果表明：在相同条件下,燃油荷电后将使雾滴粒径降为非荷电时的50％左右。     

基于DPM的旋芯喷嘴的雾化特性

基于离散相模型(DPM)对旋芯喷嘴雾化特性进行了数值计算,本模型中液滴破碎采用泰勒相似破碎模型(TAB).利用文本采样追踪手段记录雾化颗粒特性参数分布规律,分析喷雾压力和初始喷射角对雾化特性参数的影响.研究表明:细水雾颗粒轨迹呈非正规的中空圆锥状雾炬,雾滴颗粒主要分布在雾炬外围,在雾炬中心处几乎没有.雾滴颗粒的轴向速度随着喷雾轴向距离的增大呈降低趋势;雾滴直径随着喷雾轴向距离的增大呈先减小后缓慢增大的趋势.喷雾压力越大,喷雾方向同一截面位置的雾滴直径越小;初始喷射角越大,喷雾方向同一截面位置的雾滴直径越小,但这是以缩短喷雾射程为代价的.     

荷电颗粒在DPF孔道内的流动及沉积特性

为了研究荷电颗粒在柴油机颗粒捕集器内的流动及沉积状况,基于FLUENT模拟软件建立DPF孔道计算模型,利用离散相模型计算了颗粒荷电前后在孔道内的流动及沉积.通过电镜扫描DPF切片分析了不同荷电电压下颗粒在通道内的沉积厚度,验证了模拟计算结果的准确性.结果表明:荷电电压的增加会使进、排气孔内速度变化趋于线性,且荷电电压越高线性变化越明显;在加载电压后进气孔内压力增大,而荷电电压的改变对排气孔道压力变化影响不大,同时荷电电压的增加会使壁面渗流速度沿孔道轴向变化变缓,孔道内的颗粒沉积分布趋于均匀,且电压越高颗粒沉积分布越均匀.     

荷电喷雾脱硫试验

在模拟烟气流动情况下对荷电雾化特性及喷雾脱硫进行了试验研究,获得了雾滴索太尔直径、雾滴荷质比、喷雾流量密度及不同荷电电压下的烟气脱硫效率等.液体荷电后,表面张力下降,内外压强差增强,雾滴粒径减小,改善了液体的雾化性能,增加了液体与SO2的接触面积,加剧了化学反应;此外电场对液体中存在的离子也可能产生一定的影响,雾滴荷电后其内部Ca2 、Mg2 离子在电场力作用下向表面的运动在一定程度上提高了离子活性,增加了吸收速度,脱硫效率必然得到提高.试验结果表明,在钙硫比为0.8的情况下,荷电比非荷电脱硫效率提高约6%.     

雾滴荷电特性对其沉积分布及黏附靶标的影响

以风送静电喷雾系统为研究对象,通过在三维坐标系下建立雾滴沉降运动及黏附受力模型,分析了静电喷雾中的荷电特征因素对雾滴沉降、沉积和黏附靶标的影响。通过开展室内树木靶标模拟喷雾试验及雾滴静态接触角和表面张力测试,分析对比了静电喷雾和非静电喷雾条件下雾滴的沉积分布效果及黏附特性。结果表明:雾滴荷电可以增加雾滴的沉降速度,并定向向着靶标运动沉降,靶标正面沉积覆盖率较非静电喷雾平均提高了24个/cm2,而且在靶标背面也有一定数量的沉积,同时静电作用可以减小雾滴与叶片的接触角,减小液滴表面张力,提高雾滴在植株表面的有效沉积率。     

雾滴荷电特性对其沉积分布及黏附靶标的影响

以风送静电喷雾系统为研究对象,通过在三维坐标系下建立雾滴沉降运动及黏附受力模型,分析了静电喷雾中的荷电特征因素对雾滴沉降、沉积和黏附靶标的影响。通过开展室内树木靶标模拟喷雾试验及雾滴静态接触角和表面张力测试,分析对比了静电喷雾和非静电喷雾条件下雾滴的沉积分布效果及黏附特性。结果表明:雾滴荷电可以增加雾滴的沉降速度,并定向向着靶标运动沉降,靶标正面沉积覆盖率较非静电喷雾平均提高了24个/cm2,而且在靶标背面也有一定数量的沉积,同时静电作用可以减小雾滴与叶片的接触角,减小液滴表面张力,提高雾滴在植株表面的有效沉积率。     

航空静电喷雾系统的设计及应用

针对固定翼Y5B 农用飞机设计了航空静电喷雾系统,该系统包括航空喷嘴、高压直流电源、内嵌式圆柱电极感应充电装置,具有使雾滴雾化均匀、荷电充分的特点。将航空静电喷雾系统与Y5B 农用飞机配套进行了有效喷幅、雾滴沉积、雾滴飘移和灭虫等试验研究。试验结果表明,与常规喷雾相比,静电喷雾能使雾滴沉积提高14个/ cm2,有效喷幅达到42 m,雾滴飘移明显减少。静电喷雾技术的应用能使雾滴分布均匀,雾滴的沉积效果较好,可减少环境污染,有效提高农药利用率;而航空喷雾技术将大大地提高农林病虫害防治效率。将两种技术结合起来的航空静电喷雾在农林病虫害防治上将起到非常重要的作用。     

新型气溶性射流喷嘴设计与数值模拟

针对传统高压水射流清洗耗水量大,能耗和运营费用高、清洗后的废液需要处理才能达到环保要求的缺陷,提出了新型射流清洗方式—气溶性射流.对新型气溶性射流喷嘴进行了结构设计,得到了喷嘴混合室直径、喉部直径、出口直径、收缩段长度以及扩张段长度等关键参数,并对新型喷嘴内外气液二相流场进行了深入计算与分析.结果表明,气液二相流雾滴在喷嘴轴线上速率随气流入口压力增大而增大,在喷嘴喉部速率变化率最大,在喷嘴出口处速率达到最大;当扩散角为10°时,射流扩散较慢,内部扰动和摩擦损失较小;当收缩角为30°时,气液二相流流动性较好,能量损失较小;粒径较小雾滴沿轴线方向速率变化较大,当喷射距离为35mm时,气液二相流雾滴速率达到最大值.     

两种喷雾荷电方法的机理与试验研究

研究压力喷雾荷电中两种主要荷电方法——在喷头上施加电压的直接荷电法和在喷头附近安置电晕电极的电晕荷电法的荷电机理;探讨荷电电压、雾化水压和雾化液体电导率等因素对雾滴荷质比的影响;建立了雾滴荷质比的经验公式.由试验结果和理论分析得到直接荷电法的机理是尖端效应,电晕荷电法的机理为碰撞荷电.将这两种荷电方法与感应荷电法进行了比较,指出了这三种荷电方法在消烟除尘中应用时的适用条件.     

静电分离器中电流体流场可视化研究

采用粒子成像测速技术(PIV)对线-板式静电分离器中微米级别油滴(2μm)的流动特征进行可视化研究,得到在充分发展的层流条件下(进口气流流速0.16 m/s)电流体随施加电压变化的典型流型及速度分布。结果表明:电流体流型和速度的分布随着施加电压的改变而变化;在外加电压低于起晕电压(小于8 kV)时,流场没有明显变化;随着电压的升高(8～12 kV),放电电极附近及分离器的下游油滴在静电力的作用下以喷嘴的形式向两个收集电极移动,径向运移速度和放电电极上游轴向速度随电压升高而升高;当施加电压大于12 kV时,在放电电极上游电流体二次流以两个对称的反向旋转涡的形式出现,涡的大小随着电压的升高而增大,径向运移速度最高可达0.4 m/s,同时在静电分离器下游出现回流,二次流和回流的出现阻碍了流体沿轴向运移;分离效率随着施加电压的增大而增加。     

基于高速风洞的3种航空喷头雾化效果评价分析

通过高速风洞测试系统,模拟飞行时产生的高速气流,开展了气流大小和喷头结构参数对雾滴粒径及其分布的影响研究.研究结果表明:在喷头型号一定的情况下,3种航空喷头产生的雾滴粒径都随着风速的增大而减小;在喷雾压力一定、同一风速条件下,雾滴粒径均随着孔径的增大而增大;风洞条件下,3种航空喷头的雾滴谱相对宽度均较小,表明雾滴分布较均匀;空拖CP-03喷头结构多样,可以灵活调节流量,用于不同条件的农药喷洒作业;相比其他喷头,GP-81A喷头流量大,雾滴粒径较大,应结合飞机作业参数进一步优化喷头结构,以实现低量喷雾,减少农药浪费;直升机旋流喷头结构单一,需要根据直升机喷雾特点对雾化装置做进一步优化改进.     

喷雾激冷室喷嘴特性及喷嘴选型

设计了3种不同结构的用于喷雾激冷的压力雾化喷嘴,并对其进行优选研究.研究了不同压差对喷嘴流量、雾滴粒径和雾化角的影响,得到3种喷嘴的粒径变化规律.研究结果表明:当压差增大到0.28MPa时,雾滴粒径、雾化角等参数的变化渐趋平缓;当压差较低时,雾滴粒径随喷射距离的增加先减小,后增大;当压差较高时,雾滴粒径随喷射距离的增大...     

高压静电喷洒机的试验

运用高压静电喷雾技术和控制技术对原有的喷洒机具进行了改进，以适应有毒药剂的大面积高效喷洒问题．改进后的机具以皮卡车为载具，车厢上安装独立汽油发电机，在驾驶室内可控制喷雾的启停、喷头的俯仰及旋转运动．在试验室内对喷雾系统进行试验，得出了雾滴平均直径和雾滴沉积量的分布特性。两者在试验喷幅内均呈现一致的双峰分布．进行了整机现场试验，对比了荷电与非荷电、不同药液及不同药液喷量下的灭蝗效果．结果表明，荷电工况优于非荷电工况；随着药液喷量的提高。近距离喷洒区域内的杀灭效果较好；锐劲特药剂对荷电的适应性能明显优于菊马乳油药剂．     

喷雾冷却轴线处的雾化特性分析

喷雾冷却具有极强的冷却能力,在电力电子设备中拥有广阔的应用前景,其传热机理一般认为与其雾化特性具有重要关联,本文对喷雾冷却的雾化性能进行了实验研究,总结出喷嘴口径、喷雾压力及喷雾介质对喷嘴雾化参数的影响规律。对喷嘴的雾化性能及其影响因素进行了理论分析,通过因次分析建立了喷嘴轴线处的雾滴sauter平均直径（SMD）与喷雾压力、喷嘴口径、喷雾高度、雾化介质的物性参数之间的实验关联式。结果表明,该实验关联式可以较为准确的描述轴线处的雾滴粒径的变化规律。研究结果将为喷雾冷却系统设计中喷嘴的选型、喷雾压力的设定和喷雾效果的优化提供参考。     

离心喷嘴雾滴运动轨迹与沉积分布特性

针对转盘离心喷嘴雾滴运动方程难以用解析方法求解,以及雾滴群轨迹难以用试验手段追踪的问题.根据雾滴在空气中的受力理论分析,得到雾滴运动的物理方程.采用4阶标准RungeKutta算法,基于Matlab平台进行数值求解,得到了雾滴水平速度、垂直速度的变化曲线及雾滴的运动轨迹.搭建了离心雾化试验台,进行了雾滴沉积分布特性试验.结果表明:在转速为6 000 r·min-1,流量为700 m L·min-1雾化条件下,雾滴水平速度由15.71 m·s-1迅速衰减为0;雾滴垂直速度由0迅速增大到一定速度,雾滴最终沉降速度随雾滴粒径的增大而增加;粒径越大的雾滴水平位移越远;不同粒径的雾滴水平位移的理论值和试验值的相对误差均在5.31%以内,运动模型推导和求解正确.     

喷雾冷却轴线处的雾化特性的实验研究与数值分析

喷雾冷却具有极强的冷却能力,在电力电子设备中拥有广阔的应用前景;其传热机理一般认为与其雾化特性具有重要关联。对喷雾冷却的雾化性能进行了实验研究,总结出喷嘴口径、喷雾压力及喷雾介质对喷嘴雾化参数的影响规律。对喷嘴的雾化性能及其影响因素进行了理论分析,通过因次分析建立了喷嘴轴线处的雾滴sauter平均直径(SMD)与喷雾压力、喷嘴口径、喷雾高度、雾化介质的物性参数之间的实验关联式。结果表明,该实验关联式可以较为准确的描述轴线处的雾滴粒径的变化规律。研究结果将为喷雾冷却系统设计中喷嘴的选型、喷雾压力的设定和喷雾效果的优化提供参考。