双毛细管静电雾化模式演化过程分析

基于高速摄像技术对不锈钢双毛细管产生的静电雾化进行了可视化研究,探讨了液滴分离周期与电压以及雾化模式的关系.结果表明:随着电压的增加,乙醇双毛细管静电雾化过程中依次出现了滴状(倾斜滴状)、纺锤、脉动锥射流、鞭式射流与多股射流等多种雾化模式;雾化射流中心线与毛细管轴线之间的夹角与雾化模式紧密相关,滴状模式下夹角随着电压的增大而增大,纺锤模式下夹角变化较小,射流模式下夹角变化较为剧烈;液滴分离周期与雾化模式相关,在滴状与纺锤模式下,液滴分离周期随电压的增加而线性下降;在脉动与鞭式射流模式下,雾滴分离周期极短;雾化液滴粒径变化较大,在滴状与纺锤模式下雾滴粒径较大,而在连续射流模式下雾滴粒径较小.     

荷电乙醇溶液的稳定多股射流雾化特性研究

利用显微高速摄像和高速粒度分析仪,测量无水乙醇静电雾化在稳定多股射流模式下的液滴尺度信息,获得电邦德数和电韦伯数对不同稳定射流股数下液滴平均粒径和粒径分布的影响及作用规律。研究结果表明：电压开关现象中电邦德数变化对稳定多股射流生成液滴的粒径分布影响甚微。在相同电韦伯数条件下,稳定多股射流雾化模式相较于稳定锥射流模式能生成平均粒径更小且单分散性良好的细小液滴,而随着电韦伯数的增大,这两种雾化模式下生成液滴的平均粒径均线性增大,且电韦伯数的增大有利于提升生成液滴的单分散性。此外,在不同电韦伯数和电邦德数条件下形成稳定多股射流雾化生成雾滴平均粒径的相对标准偏差均小于10%,表明稳定多股射流雾化可以在提高雾化产率的同时保持喷雾液滴良好的单分散性。     

旋杯式静电雾化荷电特性的试验

基于旋杯式离心雾化技术和静电雾化技术在药液喷洒过程中的优势,设计了一种旋杯式静电雾化装置.首先对雾化液滴的荷电性能进行试验研究,然后结合高速数码摄影技术探讨了荷电对雾化机理及特性的影响规律.结果表明:旋杯式静电雾化液滴的荷电性能与旋杯边缘液帽或液丝直径的大小有关,液帽或液丝直径越小,雾化液滴的荷质比及其增长速率越大;We数较低时,滴状分裂模式下,增加荷电电压,滴状分裂模式逐渐向丝状分裂模式转变,雾滴索特尔平均粒径逐渐减小;We数较高时,丝状分裂模式下,增加荷电电压对索特尔平均粒径及雾化过程的影响减弱,能够改善雾滴粒径分布的均匀性.     

可调节双介质外混式喷嘴雾化特性的数值模拟

以采用蒸汽工质的某双介质喷嘴为研究对象,通过构建离散相模型,开展不同工况下的喷嘴雾化数值模拟计算,研究不同蒸汽入口压力与不同针阀开度对喷嘴雾化特性的影响。结果表明：雾化液滴的空间分布受喷嘴非对称进气结构的影响,在滚筒腔体内呈现非对称分布;雾化液滴粒径随空间位置变化显著,在雾化范围外部的液滴粒径最大,在雾化空间内部液滴粒径较小,约为1μm;随着蒸汽入口压力的增大,雾化液滴平均粒径减小;随着气液相对速度的增大,液滴最大粒径与平均粒径均减小,雾化效果显著改善。     

液-液循环流化床制取流体冰雾化机理实验

对液-液系统射流雾化机理进行了实验研究.通过改变水的喷射速度和非相溶介质的流速,来研究不同条件对雾化的影响,利用高速摄像仪捕捉各种工况下的雾化结果.采用图像处理与数值计算相结合的方法对雾化结果进行了统计整理,对雾化过程中影响雾化液滴平均粒径、射锥高度以及雾化现象的关键因素进行了探讨,并应用Rosin-Rammler分布函数对液滴粒径分布进行了分析.结果表明:每种工况下的雾化液滴粒径存在着离散性,能很好地符合Rosin-Rammler分布规律;当非相溶介质流速保持不变时,雾化液滴统计平均粒径与射锥高度分别在喷射速度为2.3与 3.5m/s时,达到最大值;而在相同的喷射速度下,改变非相溶介质流速所得雾化结果也完全不同.喷射速度以及周围非相溶介质的流速是影响雾化结果的重要因素,合理选择其值对优化雾化性能及控制雾化过程有着重要的意义.     

液-液雾化液滴的粒径分布特性

液-液雾化形成液滴的过程是一个动态的和随机的现象,所形成液滴的大小具有不确定性,但在大量的实验条件下,液滴粒径的大小又呈现统计规律性。为了研究不同流量工况下雾化液滴的粒径分布特性,采用数理统计方法作为一种研究手段进行统计分析。研究结果表明:不同的流量工况下,雾化液滴的粒径大小均呈现一定的分布形式,且随流量的增大,粒径分布的中位粒径、标准偏差的总体变化趋势是减小的;同时为了获得能够描述液滴粒径分布的经验表达函数,对3种常用的粒径分布函数Log-Normal分布、Rosin-Rammler分布、Nukiyama-Tanasawa分布,进行了Pearson χ2拟和优度检验,发现在整个实验流量范围内,Rosin-Rammler分布函数均能够比较准确地描述液滴的粒径分布。     

微米级液滴喷雾粒径谱的测量参数标定及其敏感性研究

液滴喷雾粒径谱可用于衡量喷雾雾化质量和雾化特性.测量喷雾液滴粒径分布的方法主要分为机械、电子和光学三类,其中以激光粒度仪为代表的光学方法的测量精度相对较高,被广泛用于液滴喷雾、固态粉尘等微粒的粒度分布测量.激光粒度仪测量结果受到测量参数的影响较大,值得深入研究.本文采用分体式激光粒度仪测量雾化液滴的粒径分布,主要研究了激光粒度仪在测量喷雾液滴粒度中的参数标定及敏感性问题.通过比较分析喷雾方向与粒度仪激光束不同夹角、喷口位置与激光束的不同垂直距离、喷口位置与粒度仪接收端的不同距离粒度测量结果,量化了上述三种不同测量参数对喷雾液滴的粒度分布测量结果的影响.研究认为,对微米级液滴喷雾粒径测量,建议选择自由分布模型对喷雾粒径进行拟合;喷雾方向应该垂直于激光束或略有偏转,偏转角度小于30°;建议喷口放置在激光束周围10cm范围内;粒度仪的接收端不宜距离样品太远,控制在20cm以内;V90的稳定性较差,不建议作为喷雾粒度的衡量特征,而建议采用稳定性较高的V10或V50.本研究有利于提高分体式激光粒度仪测量数据的质量.     

双毛细管静电雾化模式试验

采用带有显微变焦镜头的高速摄像技术对不锈钢双毛细管产生的静电雾化现象进行了可视化研究.以无水乙醇和去离子水为雾化介质,采用高速相机以104Hz的拍摄频率记录静电雾化图像,通过对大量图像的离线对比分析,获得了双毛细管静电雾化模式,并与单毛细管静电雾化模式进行对比.试验结果表明:在无水乙醇静电雾化中观察到了滴状、斜滴状、纺锤、锥射流、鞭式射流与多股射流等多种雾化模式,而去离子水静电雾化中存在滴状、斜滴状、纺锤、锥射流以及振荡射流等雾化模式;双毛细管静电雾化中,除电压较低的滴状模式外,其余雾化模式中雾化射流中心线与毛细管轴线之间的呈现出不同的夹角,夹角与雾化模式和流量均有关;不同的雾化模式下,雾滴的粒径分布也有显著差别;在相同的试验范围内,无水乙醇和去离子水的表面张力不同,静电雾化模式不同,无水乙醇能够呈现出更多的雾化模式,雾滴粒径更为细小,射流与雾滴的界面更加光滑.     

柴油喷雾粒径空间分布特征理论与实验研究

为研究小型柴油燃烧器压力雾化喷嘴在喷雾外流场空间内的柴油喷雾粒径分布特征,采用激光粒度仪测量沿喷嘴出口轴向方向各截面处的液滴粒径分布。分别测试了不同配风量,不同喷油压力,不同喷雾锥角和油量条件下在 5 ~ 50 cm截面处的粒径分布,对其液滴平均索特尔直径进行分析,用分散指数表征液滴分布的均匀性。研究表明,喷雾粒径在空间的整体分布是在喷雾出口处区域最小,在浓雾区粒径最大但分布均匀。随风量和油压的减小,平均粒径增大,喷雾锥角对粒径影响不大,而油量对全局的空间分布影响较大。液滴在风量大的浓雾区分布均匀,但油压超过 1.2 MPa,初始破碎区的均匀度反而下降。初始破碎区的液滴粒径受液滴间相互作用影响,结合实验结果,引入液滴群整体作用系数B对理论推导的临界破碎粒径公式进行修正,平均误差5%。     

静电涂油机中涂油质量控制的试验研究

结合液体雾化原理对高压静电场中荷电油液的雾化机理进行了理论分析和试验研究.试验采用ATEST-212激光粒度仪采集雾化油滴粒径,得到了雾滴粒径与电极电压、油液流量之间的确切关系,同时对试验结果进行了理论分析.所得结论有利于改善静电涂油机涂油质量,减少涂油机的出厂调试工作量.