壓力霧化簡介

中文名稱

壓力霧化

英文名稱

pressure atomization，mechanical atomization

定　　義

依靠燃料油的壓力轉(zhuǎn)化為動能使燃料油霧化的方法。

應(yīng)用學(xué)科

電力（一級學(xué)科），鍋爐（二級學(xué)科）

霧化特性指噴嘴結(jié)構(gòu)、工作參數(shù)、霧化劑及霧化介質(zhì)的物性等因素對噴嘴霧化性能的影響規(guī)律。為了全面評價噴嘴霧化性能，提出了多項指標(biāo)參數(shù)，主要包括：霧化細(xì)度、霧化均勻度，以及霧化錐角等。

霧化噴嘴霧化細(xì)度

霧化后的液滴大小反映了霧化的顆粒細(xì)度，是評定霧化質(zhì)量的重要指標(biāo)。一般來說，霧滴的顆粒越細(xì)，就越易加熱、蒸發(fā)和燃燒。但是霧化過細(xì)也不好，燃料由噴嘴噴出后會馬上被氣流帶走，在某一區(qū)域形成過濃的混合物；而在油滴無法射到的地方，混合物的濃度卻很低。濃度場的這種分布會縮小燃燒穩(wěn)定性范圍，降低燃燒效率。由于液滴直徑的大小是不均勻的，最大和最小有時可相差 50～100 倍，因此只能用液滴平均直徑概念來表示霧化細(xì)度。人們提出了多種平均直徑的計算方法，常用的是質(zhì)量中間直徑（MMD）和索太爾平均直徑（SMD 或 D32）。

D32相當(dāng)于液霧內(nèi)全部液滴的容積與總表面積的比值，它真實反映了液滴群的蒸發(fā)條件，因此對評價霧化質(zhì)量具有重要意義，被廣泛用作燃料噴嘴的重要評價指標(biāo)。

霧化噴嘴霧化均勻度

霧化均勻度是指燃料霧化后油滴尺寸的均勻程度。霧化均勻度較差，則大液滴數(shù)目較多，這對燃燒是不利的。但過分均勻也是不合理的，因為這會使大部分油液滴集中在某一區(qū)域，而使燃燒室容積得不到充分利用，也使燃燒穩(wěn)定性受到影響。人們常用液滴尺寸的分布來描述霧化均勻度。

霧化噴嘴霧化錐角

從噴嘴噴射出來的燃油噴霧炬是呈中空錐體狀的，它是由許多懸浮于周圍空氣中的，或是在其中運動的細(xì)小霧滴組成。一般把噴嘴的出口到噴霧炬外包絡(luò)線的兩條切線之間的夾角定義為噴霧錐角。噴霧錐角的大小在很大程度上決定了燃料在燃燒空間的分布情況，應(yīng)根據(jù)燃燒室尺寸和燃料與空氣的混合條件來選擇噴霧錐角。較大的噴嘴錐角不但可以把燃料充分供應(yīng)到空氣中，而且能夠從周圍吸入較多的空氣，使其進(jìn)入到噴霧炬中參加燃料的破碎過程。但是過大的錐角會把燃料噴射到火焰管壁上去，造成積炭和不完全燃燒。當(dāng)然錐角不宜過小，否則會使燃油液滴不能有效地分布到整個燃燒室空間，過多的噴射到缺氧的回流區(qū)中，造成與空氣的不良混合，發(fā)生析炭，產(chǎn)生排氣冒煙。此外噴霧錐角的大小還影響到火焰外形的長短，如角度較大，火焰則短而粗；反之，則細(xì)而長。

超聲霧化法是高速氣流以80-100KHz的頻率和2-2.5馬赫的高速度沖擊液態(tài)金屬流，使其霧化成小液滴，隨后凝固成粉末。高速沖擊由多個哈曼振動波管產(chǎn)生，哈曼管同心分布在金屬液流的四周。每個哈曼管由一個可調(diào)節(jié)的共振腔組成，當(dāng)氣體通過噴管流出時，氣流能引起伯努利(Bernoulli)效應(yīng)，達(dá)到超音速度，并具有超聲頻率。另外，超聲駐波霧化法也可以產(chǎn)生超聲霧化。跟普通高壓霧化和水霧化的三階段過程相比，超聲霧化金屬液在一個階段就被多個細(xì)小射流沖擊剪碎成金屬霧滴，所得粉末尺寸比較集中，平均尺寸小于20μm，粉末收得率超過90%，由枝晶臂間距估算冷卻速度超過106℃/s。超聲霧化能量消耗低，比普通霧化節(jié)能約1/4。目前生產(chǎn)鋁、純鈷、鎳和鐵、鎳基和鈷基合金等已達(dá)工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模，而對于鈦等高熔點合金仍在進(jìn)一步實驗研究之中。已有報導(dǎo)采用超聲速層狀氣流由2000℃的金屬和陶瓷熔液制粉獲得成功。 2100433B