欢迎光临深圳市欧诚科技有限公司官方网站!

设为首页| 加入收藏| 联系我们| 网站地图| TXT| XML| HTML
欧诚喷嘴LOGO

深圳市欧诚科技有限公司

喷嘴及喷雾系统专业生产商!

造雪喷嘴_超声波雾化喷嘴_雾化喷嘴_脱硝喷枪
24小时服务热线:

13922500977

当前位置: 首页>>新闻资讯>>同业资讯

喷嘴性能与喷雾质量参数、喷嘴性能检测的必要

发布日期:2018-11-17 14:02:44 作者:admin 点击:1501

一、喷嘴性能与喷雾质量参数

喷嘴的广义特性包括两方面:常规喷嘴性能和雾化质量。

(1)常规喷嘴性能

1)喷嘴流量特性 
即喷嘴的容积(或重量)流量随供油压力而变化,qvf(qmf)=f(△pf)。它决定燃烧装置供热量或输出功率大小。对介质雾化喷嘴还应包括介质流量,它决定气液比,进而影响雾化质量。 
2)喷嘴喷雾锥角 
喷雾锥角的定义有两种规定:一是将出口中心点到喷雾炬外包络线的两条切线之间的夹角定义为雾化角a。由于喷雾炬在离喷口后会有一定程度的收缩,它直接影响到燃料在燃烧空间的分布特性。另一种工程上常用的表示法是以喷口为中心.在距喷嘴端面L处与喷雾曲面的交点连线的夹角a’,称为条件雾化角,l的取值在20mm以上,对于小流量喷嘴L=40-80mm;而大流量的喷嘴L=100~250mm为宜。a的大小将影响燃料与空气混合、燃烧性能(冒烟、积炭等)、火焰形状等。大型燃烧室a=90°-120°小型燃烧室a=50°-80°。 
3)单个喷嘴的喷雾周向不均匀度 
即在距喷嘴端面一定距离处,以喷嘴中心线的圆截面上的等分10个以上扇形区域内所收集的燃料分布的不均匀程度。喷雾的不均匀度会导致燃烧室内油气比分布失调.局部富油会增大排气冒烟,过于贫油则不利燃烧稳定性,两者均会恶化出口温度场品质和降低燃烧效率。 
4)燃油总管的流量分布不均匀 即安装在燃油总管(环形)上多个喷嘴的流量不均匀程度。 
总管燃油不均匀度对多个单管、环管、环形主燃烧室,以及加力燃烧室总的性能产生影响。 以上各性能参数的检测,一般对于定型喷嘴是在指定的油压下进行,其油压比最大工作压力稍低。对于新设计的喷嘴在需要在多个不同压力下录取参数,并且要重复2~3次。

(2)喷嘴雾化质量 
喷嘴的喷雾质量除了人们熟知的雾滴尺寸(雾化细度)及其分布(雾化均匀度)外,还包括雾滴速度、雾滴数密度、液雾体积流量、液雾体积通量等。下面将分别予以定义和说明。 
1)雾滴尺寸 
液态工质从喷嘴喷射出来后,形成尺寸差别数十倍的雾滴群体。人们研究和提出了多种雾滴尺寸评定方。 
在工程实用中,主要是下面两种: 
a.容积-表面平均直径D32(d32、SMD、索达尔平均直径) 
它的定义是:假定一群雾滴大小均相同,其直径为ds,这群假定油滴的表面积和体积与真实雾滴的表面积和体积之比相等。由d的定义可以看出,它最能反映真实的雾滴群的蒸发条件,因此最能反映干燥、燃烧属性,因此在液态工质雾化中得到广泛采用。 
b.质量中间直径D0.5(d50、dm、MMD) 
它的定义是:大于或小于这个直径的雾滴的质量各占50%,它可以从雾滴尺寸的罗辛-拉姆勒分布(累计分布)曲线上查取。 
2)雾滴尺寸分布 
在喷雾过程中所得到雾滴或分散物料(粉状、颗粒状)是由大量的服从统计规律的粒子组成的。这些过程的实验研究指出,颗粒直径的分布,一般总是具有连续的特点,并且具有一个最大值。 
人们常用雾滴尺寸分布来描述雾化均匀度(或物料分散度).具体表示方法又有许多种,它们又分为两大类:图示(曲线)法和数学函数表达式。 
a.图示(曲线)法 最为简单的是用直方图,横坐标为雾滴直径,纵坐标是在直径(DI-△DI /2) 频谱分布曲线是微分曲线,它是在单位尺寸(△d)范围内,也是表示雾滴的数量、相对质量、相对体积、相对面积变化曲线。这曲线具有一个最大值,曲线下面的面积为L。显然,最大与最小雾雾滴直径越接近,颗粒越均匀。而累计分布则是频谱曲线的积分图,它是表示小于给定尺寸雾滴的相对数量、相对面积、相对质量、相对容积。 
另外也需要明确两个概念: 
一是喷嘴雾化均匀度要适当,雾化均匀度太差,大雾滴数量较多,则火焰拉长,燃烧完全度降低(在有限空间内);过分均匀又会使大部分雾滴集中在某一区域,使燃烧容积得不到充分利用,另外使燃烧稳定性受到影响,特别是贫油熄火范围变窄。接近均相的混气的贫油熄火范围是很窄的,如蒸发管燃烧室就是例证。 
二是喷嘴雾化细度也不是越小越好,从强化燃烧过程考虑,雾滴尺寸小是有利的。但是过细的雾滴易随气流带走,在某一区域形成过浓的混合物,而有些空间的混气浓度过稀,也会影响燃烧完全度及稳定性。目前燃气轮机燃烧室中的雾滴直径在20~20um之间,而平均直径在40~100um为宜。 在非燃烧设备中,对雾滴尺寸细度及均匀度也是有严格要求的,例如前面介绍过的纳米材料的喷雾制备法提供的雾滴满足不了要求,尚待后续处理过程。而在不同化工、食品等喷雾干燥设备上采用的,有的要求较粗的颗粒产品,如咖啡奶粉、结块奶粉、洗涤剂等。但是它们对均匀度要求都很高。 
b.数学函数关系表示法 
在理论研究基础上,人们又通过实验,利用有限次的雾滴尺寸测量数据通过拟合关联起来,建立了数学函数关系表达式以代替图示法。图示法具有如下优点:便于计算特征性喷嘴雾滴直径;允许在测量范围以外进行外推;有利于揭示喷嘴雾化机理和分析试验结果。采用数字关系式表达的方法也很多:如罗辛一拉姆勒(Rosin—Ramunder)分布,高斯分布(或称正态分布),对数正态及上限对数正态分布等表达式。其中应用最多的是R—R分布,而上限对数正态分布比较符合燃油雾化试验结果,因此也被采用。但是不管哪种表达式仅能近似拟合。 
不同喷嘴、工作状态及液态工质所产生的雾化滴径的均匀性的差异,一般均匀性好的喷雾的雾滴尺寸范围小(△D小)。 
3)喷嘴雾滴速度. 先进检测仪可以对单个雾滴速度进行逐个测量并给出一定速度下的雾滴数目,或测出给定直径下的雾滴速度及其平均值。 
4)喷嘴雾滴数密度.它是单位采样体积内含有雾滴的数目。已知雾滴尺寸分布则可计算出液相浓度。 
5)喷嘴液雾体积流星.它是指单位时闸内通过采样体最大探测截面的液体体积。 
6)喷嘴液雾体积通量.它是指单位时间内通过采样体单位探测截面积的液体体积。 
喷雾质量的检测对喷嘴设计、加工质量的检验和改进很重要。另外对燃烧装置的各项性能预测和改善也很重要,例如: 
a.雾滴尺寸对它的蒸发快慢影响很大,若lcm3(D为12.4mm)的燃油雾化成50um,雾滴,雾滴数可达1.53×107,总面积增加248倍。如果蒸发速度系数不变,则蒸发时间为原时间的六万分之一,燃烧时间相应缩短。 
b.过大雾滴尺寸的油珠碰壁易于积炭和过热,燃烧过程埸冒烟和燃烧不完全。 
c.雾滴尺寸及其分布对点火性能、燃烧组织均带来影响。 
d.各项雾滴质量参数的全面厂解,对燃烧数值计算捉供了有价值的原始资料,有利于提高燃烧数值汁算和设计的准确度。 
e.雾滴的空问分布和穿透深度均可从3-6项检测结果得到,有利于燃烧组织或工业炉上的配风。

 

二、喷嘴喷雾性能检测的必要性及其重要设备

前面介绍各项性能和质量参数时,已经着重说明了它们对燃油喷嘴本身及对燃烧装置各项性能均会产生很大影响。其实在非燃烧设备上采用的液态工质喷雾的喷嘴也同样很重要,只是各自要求的重点项目有所差异。我们给出了喷雾干燥器在不同产品生产中要求的颗粒尺寸范围.以及不同类型喷嘴可以提供的雾滴尺寸范围,由此可见合理选择喷嘴和检测喷嘴的喷雾质量是至关紧要的。 
喷嘴性能和喷雾质量检测的重要性是出自如下原困: 
1)精心设计喷嘴时借用了一些通用曲线,如压力雾化喷嘴设计时,一般根据新选的几何尺寸,计算几何特性参数,据此查取流量系数和喷雾锥角,然后多次反复求得流量与雾化角,即使加工完全足尺寸要求,由于通用曲线包含的误差,也难于满足原要求。另外目前也总结出不少预估雾滴滴径的经验关系式,而最终加工出来的喷嘴也难于准确达到预算值,因此有必要检测。 
2)精细加工手段已可提供精美的喷嘴产品,但是批量生产的喷嘴总会有加工误差。甚至加工、保管、运送过程中对喷嘴关键部位带来的划伤、碰伤都会影响喷雾质量。特别对新设计和试制的喷嘴必须对每一个喷嘴进行检测,并反复修磨以满足要求。对批量生产的喷嘴也必须按规定进行抽查,发现不合格品太多,还必须增加抽查比例。不合格的经修磨、重试仍不合格者,必须作报废处理。 
严格的喷嘴检测是保证产品质量的必要工序,决不可忽视。 
常规喷嘴性能的检测设备介绍如下: 
早期的喷嘴检测是在单项参数的号一试验台上进行的,即供油特性、喷雾锥角、单个喷嘴或总管流量分布不均匀度在试验台分开检测。 
目前国内外已有喷嘴综合性能试验台,对单个喷嘴在一次性试验中,可以同时检测流量、喷雾锥角及周向流量不均匀度三项指标。只要改变供油压力,则可录取完整的喷嘴性能。 
我们给出了喷嘴综合试验台的示意图。当喷嘴在某一个供油压力下工作,喷雾进入下方的十多个扇形燃油收集器,并在相应液排上显示其不均匀度,由摄像头CCD2录入液排上液柱值,输入电脑。另外喷雾锥角也由摄像头CCD1录入图像,输入电脑。然后拨动开关,喷嘴总流量值经涡轮流流量检测,输入电脑,或经电子称给出重量流量。其他燃油压力、温度计量时等均由电信号输入电脑。按储存软件进行图像及数据处理,即可快速打印全部榆测结果。 
至于燃油总管的流量不均匀发度(舍流量特性)的试验台也类似于单个喷嘴不均匀度检测原理。只是每个喷嘴对应一个燃油收集器,另外试验台要能稍加拼装或调整,以适应不同总管直径和不同数星的喷嘴试验要求。因此试验台规模很大。 
此外,为了模拟航空发动机燃油总管垂直于发动机轴线安装,或飞机在不同飞行姿态下总管倾斜等情况,由于燃油重力影响带来的总管流量不均匀度变化,也有必要在试验台上能改变总管的安装角度。 
对于旋转式供油方式(如甩油盘,转杯式等)的试验台.丰要是要解决高速旋转动力方案和增速装置,其他燃油收集、计量等装置易于解决。对于空气雾化喷嘴的性能检测,最好在综合试验台上配有供气系统,以便油、气共供时录测供油特性、雾化锥角、不均匀度。以及供气量和压力,同样可以全面检测其性能。 
除了以上试验设备及项目之外,还有些不同类型、不同用途的喷嘴(如燃气轮机上的)尚需进行如下试验,这些项目可以利用喷嘴供油特性试验台进行。 
1)密封试验.用工作压力的2~4倍油压通人喷嘴,不许渗漏(包括单个喷嘴及总管试验)。 
2)冷却空气流量试验对于一些带冷却的喷嘴要堵住喷嘴燃油进口,试验用气以一定压力从相反方向通入喷嘴的喷嘴空气套内,检测此设计冷却空气的流量应在一定的范围内。 
3)反境试验.对双路单室单喷口和双路双室单喷几喷嘴,由于主副油路在喷嘴内是相通的。有必要以一定压力的燃油进入副油路,检测主油路的反压在一定范围内(由接在主油路压力表指示)。其目的是保证主、副油路之问连通处的阻力相同,从而保证在不同压力下(特别是分油活门开度不大,主油路刚开始工作的状态下)备个喷嘴的供油量和喷雾角相等。如某型喷嘴的副油路压力为3MPa,主油路内反压力为0.048MPa。如反压力不合格,则更换喷口排除。 
4)窜油试验.对于双路双室双喷喷嘴,主、副油路在喷嘴内是相通的,因此相互不应窜油。做窜油试验时,高压燃油通入副油路,从副喷口喷出,燃油不应窜入主油路中(当分油活门未开启主油路时,可拧开主油路供油接头检查)。 
5)高反压试验.高性能航空燃气轮机的燃烧室工作压力可达3.0Mpa以上,在如此高的反压力条件下,喷雾特性及燃烧性能的特点已引人关注。国外不仅要在高压燃烧试验设备对燃烧性能进行最终检测,而且也在喷嘴研制中进行高反压试验,公认的喷雾角度小的结论已经获得,更多的试验结论尚待深入研究中去取得。

本文网址:/?tyzx/336.html

相关标签: 喷嘴

CONTACT

联系我们

欧诚喷嘴地址

ADDRESS

公司地址:东莞市长安镇宵边社区上洋路25号

欧诚喷嘴传真

FAX

0755-81456563

欧诚喷嘴电话

TEL

0755-81456565

欧诚喷嘴邮箱

邮箱

info@szoucheng.com

公司名称:深圳市欧诚科技有限公司

技术支持:启奥网络

备案号: 粤ICP备12076642号

COPYRIGHT © 2012-2023 欧诚喷嘴

欧诚喷嘴 —

喷雾系统及配件、净化系统及配件专业生产商!

欧诚喷嘴热线电话

13922500977

返回首页 在线咨询