双流体喷嘴雾化控制特性研究
新型双流喷嘴石灰石浆液雾化及流量特性实验
平 均粒径 的经验计 算 式 ． 虽 然 众 多 学 者 已经 对 喷 嘴 雾 化特性 进行 了大 量 的实 验 和理 论 研 究 ， 但 是 还 未
发 现将 广泛用 于煤 气化 技术 和锅炉 燃烧 等领 域 的气
力 式 喷嘴应 用到脱 硫 系统 的研究 ． 文 中研 发 了一种 新 型 双流 喷 嘴 ， 利 用激 光 粒 度
气换 热器 （ Ｇ Ｇ Ｈ） 对 其产 生腐 蚀 ． 雾 化 颗粒 均 匀性 的 好 坏 直接影 响 到脱 硫 剂 的利 用 率 和 脱硫 效 率 ． 喷 嘴
流量 特性 直接关 系 到喷雾 系统 的设计 及参 数 匹配 ． 国内外 学 者研 制 了各 种 用 途 的喷 嘴 ， 对 其雾 化 特性 进行 了相 关 的研 究 １ － ７ ］ ． Ｒ ａ ｍ ｏ ｎ和 Ｍｉ ｌ ｌ ｅ ｒ 等ｌ ８
分析仪和高速数码相机对其在不 同气液压力 、 不同
浓 度石 灰石 浆液下 的雾 化 和流量 特性 进行 了相关 实 验 研究 ． 分析 了这 些 因 素对 喷 嘴 雾 化 和流 量 特 性 的 影响 ， 为研 发适用 于湿 法烟气 脱硫 工艺 、 雾化 性 能 良 好 的气力 式雾 化 喷嘴奠 定 了基础 ．
摘
要 ：雾化 喷嘴 是 烟 气脱硫 装置 的核 心 部件 ， 研 发 高效 雾化 喷嘴 对提 高脱 硫 效率 具 有
重要 意义． 文 中以空 气为石灰 石 浆液 的雾化 工 质 ， 使 用激 光粒 度 分 析仪 和 高速数 码 相机 ，
对一种 新型 双流喷 嘴 的 雾化及 流 量特性 进 行 了实验研 究 ， 得 到 了气相 压 力 、 液相 压 力 、 浆 液 浓度 与喷嘴 雾化 角、 平均粒 径 、 颗粒 均 匀度 间的耦 合 关 系． 结果表 明 ， 气相 压 力相 对 于液
两相流乳化型细水雾喷雾化特性研究
技 术 以 其 高 效 、 污 染 、 济 性 好 等 优 点 被 认 为 是 无 经 卤代 烷 灭 火 剂 替 代 物 的 最 佳 选 择 ， 几 年 国 际 上 近
对 细 水 雾 进 行 了 大 量 的 研 究 工 作 ， 出 了 细 水 雾 提 灭 火 系 统 的 工 程 技 术 和 喷 雾 特 性 参 数 ， 内对 细 国 水 雾 与 火 焰 相 互 作 用 的机 理 进 行 了大 量 的 研 究 工 作… ， 作 为 喷 雾 的关 键 部 件 — — 喷 嘴 的研 究 但
灭 火系统的性 能要求 ．
关 键 词 ：消 防 ；两 相 混 合 物 ；乳 化 ；喷 嘴 ；雾 化
中 图分 类 号 ： Ｕ ８２ Ｔ ９
文 献标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１０ —９ ５ ２ ０ ）４０ １ — ０ １５ ６ （ ０ ２ ０ — ３０ ４ ４ 雾 化性 能 的好 坏 对 其 灭 火 效 果 和 对 保 护 对 象 的影 响起 着 决 定 性 的 作 用 ． 好 的 雾 化 特 性 既 能 保 证 良 用 最 少 的 水 快 速 有 效 地 扑 灭 火 灾 的 同 时 ， 保 护 对 对 象不产生任何 水渍影 响 ． 目前 所 研 究 的 细 水 雾 灭 火 系 统 主要 有 两 种 类
下 ．
却 比较 薄 弱 ． 文 利 用 燃 烧 喷 嘴 的 设 计 经 验 设 计 本
了一 种 新 型 两 相 流 乳 化 型 细 水 雾 喷 嘴 ， 对 其 雾 并
化 特性 进 行 了 详 细 的 研 究 ， 细 水 雾 灭 火 系 统 及 为
喷嘴的设计 和检验提供一个 探索思路 ．
基于Fluent的气液双流体喷嘴雾化特性研究
基于Fluent的气液双流体喷嘴雾化特性研究
刘晓宏;温治;杜宇航;苏福永;张四宗;楼国锋
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2024(53)3
【摘要】气液双流体雾化技术在熔体破碎、喷雾冷却、除尘降尘、燃油燃烧等方面具有广泛的应用。
为了研究气液双流体雾化喷嘴的流场特性和雾化特性,本研究利用Fluent软件进行数值模拟,采用Realizable k-ε模型处理湍流流动,并将喷嘴的气液入口设置为压力边界条件。
通过模拟得到了气液双流体喷嘴内部和外部的流场分布、喷嘴内部的压力分布、雾滴颗粒的空间分布以及雾滴粒径等参数规律。
研究结果表明,随着气体压力从0.3 MPa增大至0.7 MPa时,喷嘴出口气流速度增大,雾滴的飞行速度随之增大,雾滴的平均粒径达到微米级,粒径逐渐减小;而随着水压从0.3 MPa增大至0.7 MPa,气流出口速度略有减小,雾滴的飞行速度也有一定的降低,雾滴的平均粒径增大。
另外,研究还发现气流在喷嘴出口时速度和压力均会达到最大值,然后速度会迅速衰减,且初始衰减速度相对较快。
【总页数】5页(P26-29)
【作者】刘晓宏;温治;杜宇航;苏福永;张四宗;楼国锋
【作者单位】北京科技大学能源与环境工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH138.8
【相关文献】
1.Fluent在气液两相雾化喷嘴模拟分析中的应用
2.基于FLUENT的气液两相流喷嘴雾化性能研究
3.基于Fluent的气液两相流喷嘴内部流动特性仿真
4.气液双介质喷嘴雾化特性的影响因素研究
5.气液同轴双离心式喷嘴宏观雾化特性实验研究
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离心式同向双旋流器空气雾化喷嘴雾化特性研究
文章编号 :100028055 (2009 ) 1022249206
航空动力学报
J our nal of Aer ospa ce Power
Vol . 24 No. 10 Oct . 2009
离心式同向双旋流器空气雾化喷嘴雾化特性研究
郭新华 , 林宇震 , 张 驰, 黄 勇
( 北京航空航天大学 能源与动力工程学院 航空发动机气动热力重点实验室 , 北京 100191)
摘 要 : 对一种组合式的离心式 同向双 旋流器空 气雾化 喷嘴喷 雾特性 进行研究 . 双 旋流器 采用旋 向相 同的径向开孔式设计 , 在常温常压下试验 ,研究不同空气 压力降和喷 嘴供油压 力工况下 液雾的索太 尔平均直 径及分布指数 . 试验中以航空煤油为介质测试其 雾化性能 ,采 用马尔 文激光 测雾仪 测量喷 嘴下游 50 mm 处的 液雾分布 . 结果表明 :随着空气压力降 和喷嘴 供油压 力的增 大 ,索 太尔平均 直径减 小 , 分布指 数增大 ,推 导了 在空气压力降 Δp/ p < 3 %和Δ p/ p > 3 %两种 工况下索太尔平均直径计算模型. 关 键 词 : 航空发动机 ; 离心喷嘴 ; 双旋流器雾化喷嘴 ; 航空煤油 ; 索太尔平均直径 ; 分布指数 中图分类号 : V231. 2 文献标识码 : A
图1 双旋流空气雾化喷嘴 雾化 过程 示意图
Fig11 Atomization process of dual2swirl cup air2bla st atomizer
流对油膜产生剪切破碎 ,这是主要的雾化过程 . 因 此 , 影响这种喷嘴雾化性能的主要参数有气液比 ( γ )、 喷 嘴 的 供 油 压 力 (Δ pL ) 、 空气压力 降 AL R ( Δ p/ p ) 、 以及喷嘴几何参数等 . 值得注 意的一点 就是随着空气压力降的大小不同 , 燃油的雾化机 理会有所不同 .
双流体气流式喷嘴加压雾化特性研究_岳朴杰
收稿日期： 2013 － 11 － 29 责任编辑： 宫在芹 基金项目： 国家高技术研究发展计划（ 863 计划） 资助项目（ 2013AA051101） 作者简介： 岳朴杰（ 1988—） ，男，河南开封人，硕士研究生，研究方向为喷嘴雾化。E-mail： yuepujie2011@163． com
的增加而增大； 在相同的气液比条件下，随着压力
的增加雾化角减小。这是因为液体从出口喷出后
会形成一个锥形薄膜，在薄膜内部区域空间会形成
带有旋流的回流区，在该回流区内形成一个较低静
压流场，由于喷雾场外部压力增加使其向区域内部
74
《洁净煤技术》2014 年第 20 卷第 1 期
煤炭燃烧
1 环境压力的研究进展
影响索特平均直径 d32 的因素包括雾化液体的
物性参数（ 黏度、密度、表面张力等） 和实验工况（ 流
量、密度、流速，喷嘴结构，环境压力等） 。环境压力
一般指外部条件。国内外很多学者曾对气液质量
比、气流速度等参数进行研究，提出了对 d32 有影响 的经验公式并从理论上进行了大量分析［7 － 9］，但鲜
（ 上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093）
摘要： 水煤浆入炉前的雾化对其稳定燃烧和气化发挥着重要作用。通过实验，研究了双 流体气流式雾化喷嘴在加压条件下的雾化过程，使用 LS － 2000 分体激光粒度分析仪测量了随 着环境压力（ 雾化室压力） 及气液比的不同其雾化角、索特平均直径的变化情况。结果表明： 当 气液比一定时，索特平均直径 d32 随着雾化室压力的增大而减小，雾化角随着环境压力的增加 而减小，索特平均直径与环境压力的 n 次幂成正比，n 为 － 0. 9 ～ － 1. 5，当环境压力不变时，索 特平均直径随着气液质量比的增大而减小。
两相流乳化型细水雾喷嘴雾化特性研究
两相流乳化型细水雾喷嘴雾化特性研究摘要：本文通过对两相流乳化型细水雾喷嘴的研究，详细描述了其雾化特性。
首先介绍了雾化技术的相关背景，阐述了雾化技术在许多领域中的应用。
然后对喷嘴的结构和工作原理进行了分析，探讨了喷嘴的雾化机理。
通过实验研究，分析了喷嘴的雾化性能，确定了喷嘴的最佳工作条件。
最后，结合实验结果，总结了两相流乳化型细水雾喷嘴的雾化特性，提出了未来的研究方向。
关键词：两相流；乳化型细水雾喷嘴；雾化特性；喷嘴结构；雾化机理；最佳工作条件一、引言雾化技术是将液体或气体分散成微小颗粒形成雾状的一种技术。
它在许多领域中被广泛应用，如化工、医药、农业、环保等领域。
当前，随着人们对环境保护的重视和社会工业化进程的加快，雾化技术的应用越来越广泛。
其中，两相流乳化型细水雾喷嘴是一种常用的雾化设备。
它主要由液体喷嘴、气体进口和混合室组成，可将液体分散成微小颗粒，形成细水雾。
然而，由于其复杂的结构和工作原理，喷嘴的雾化特性还需要深入研究。
本文旨在通过对两相流乳化型细水雾喷嘴的研究，详细描述其雾化特性，并探讨其未来的研究方向。
二、喷嘴结构和工作原理1.喷嘴结构两相流乳化型细水雾喷嘴主要由液体喷嘴、气体进口和混合室组成。
其中，液体喷嘴以精密加工技术制成，可调节液体的流量和压力。
气体进口通常设置在液体喷嘴上方，气体通过进口喷嘴形成一个高速气流，将液体喷向混合室。
在混合室内，液体和气体发生混合，形成细水雾。
2.喷嘴工作原理当液体从液体喷嘴中喷出时，由于液体的表面张力，其形成了一些稳定的液体柱。
随着气体的进入，气体会形成一个圆锥形的气流，将液体柱撕裂成微小颗粒。
混合室中，液体微小颗粒和气体混合后，形成细水雾。
混合室下端的出口则将细水雾喷出。
三、喷嘴雾化机理两相流乳化型细水雾喷嘴的雾化机理分为两个步骤：前向喷雾和重叠喷雾。
在前向喷雾时，气体流经喷嘴开口时会形成较大的压力差，将液体喷向混合室。
在混合室中，气体的进入使液体喷雾，液滴被撕裂为微小颗粒形成细水雾。
双介质喷嘴雾化特性数值模拟研究
包 装 工 程第44卷 第15期·184·PACKAGING ENGINEERING 2023年8月收稿日期：2023−03−10基金项目：国家自然科学基金项目（12172129）作者简介：吴正人（1973—），男，博士，副教授，主要研究方向为流体动力学理论及应用。
通信作者：杨小娜（1979—），女，本科，工程师，主要研究方向为烟草生产工艺研究。
双介质喷嘴雾化特性数值模拟研究吴正人1，石祎炜1，彭子春1，杨小娜2，刘梅3（1.华北电力大学 河北省低碳高效发电技术重点实验室，河北 保定 071003；2.河北白沙烟草有限责任公司保定卷烟厂，河北 保定 071000；3.华北电力大学 经济管理系，河北 保定 071003） 摘要：目的 双介质喷嘴雾化效果直接影响烟卷加料工艺的进一步提升，通过对雾化过程进行数值模拟，方便对雾化特性进行透彻的分析，提升雾化效果。
方法 采用数值模拟方法构建两相流连续相流场与DPM 离散态双向耦合的数值模型，研究蒸汽压力、液体流量以及双介质喷嘴结构对喷嘴雾化特性的影响。
结果 适当增加蒸汽压力，可以在不影响最大流速、颗粒粒径均匀度及颗粒中值粒径的情况下，减小雾化扩散角，小幅度地增加喷射距离，雾化细度变好，进而提高雾化效果。
随着有机液流量的增加，雾化扩散角增大，喷射距离增加，雾化粒径均匀度变好，从而使雾化效果变好。
液体路通流面积越大喷雾的贯穿距离越小，气路通流面积越大喷雾的雾化扩散角度越大。
若需要得到较好的雾化效果，需要保证较小的蒸汽路通流面积，与此同时液路侧保持正常开度。
结论 适当地提高有机液流量或者蒸汽压力，以及采用较小蒸汽路通流面积，同时液路侧保持正常开度的结构，有利于提高料液喷洒的均匀性，减少了料液的浪费，提高了烟丝制备的工艺水平。
关键词：双介质喷嘴；索特平均直径；雾化扩散角；颗粒均匀度；通流面积 中图分类号：TK221 文献标识码：A 文章编号：1001-3563(2023)15-0184-10 DOI ：10.19554/ki.1001-3563.2023.15.024Numerical Simulation of Atomization Characteristics of Dual-medium NozzleWU Zheng-ren 1, SHI Yi-wei 1, PENG Zi-chun 1, YANG Xiao-na 2, LIU Mei 3(1. Hebei Province Key Laboratory of Low-carbon High-efficiency Power Generation Technology, North China ElectricPower University, Hebei Baoding 071003, China; 2. Baoding Cigarette Factory, Hebei Baisha Tobacco Co., Ltd., Hebei Baoding 071000, China; 3. Department of Economic Management, North China Electric Power University,Hebei Baoding 071003, China) ABSTRACT: The atomization effect of the double-medium nozzle directly affects the further improvement of the ciga-rette feeding process. The work aims to thoroughly analyze the atomization characteristics and improve the atomization effect through the numerical simulation of the atomization process. The numerical simulation method was used to build a two-way coupling numerical model of continuous two-phase flow field and DPM discrete state, and the effects of steam pressure, liquid flow rate and dual-medium nozzle structure on nozzle atomization characteristics were studied. Properly increasing the steam pressure could reduce the atomization diffusion angle, slightly increase the spray distance, improve the atomization fineness, and enhance the atomization effect without affecting the maximum flow rate, particle size un-iformity and particle median size. With the increase of the organic liquid flow rate, the atomization diffusion angle in-creased, the spray distance increased, and the atomization particle size uniformity became better, thus making the atomi-第44卷第15期吴正人，等：双介质喷嘴雾化特性数值模拟研究·185·zation effect better. The larger the flow area of the liquid path was, the smaller the penetration distance of the spray was, and the larger the flow area of the gas path was, the larger the atomization diffusion angle of the spray was. If better ato-mization effect was required, it was necessary to ensure a small flow area of the steam path, and at the same time, the normal opening of the liquid path side was maintained. Properly increasing the flow rate or steam pressure of organic liq-uid, and adopting a structure with a small flow area of the steam path and a normal opening at the side of the liquid path are conducive to improving the uniformity of the spray of the liquid feed, reducing the waste of the liquid feed, and im-proving the technological level of cut tobacco preparation.KEY WORDS: dual-medium nozzle; Sauter mean diameter; atomization diffusion angle; particle uniformity; flow area目前，很多行业对雾化质量的要求越来越高，而结构设计合理且运行参数适当的双介质雾化喷嘴的雾化质量非常好，因此在生产中对双介质雾化喷嘴的需求不断加大。
双股射流碰撞雾化特征实验
双股射流碰撞雾化特征实验
双股射流碰撞雾化是一种常见的雾化技术，其特点是两股高速射流碰
撞后形成雾化液滴。
为了探究此技术的雾化特性，可以进行以下实验：实验器材：双股射流碰撞雾化设备、高速相机、压力计、微量天平、
显微镜等。
实验步骤：
1.准备试样，打造合适的流体体系，并装入双股射流碰撞雾化设备。
2.通过调整喷嘴直径、距离、工作压力等参数，使两股流体形成接近
正交的射流，在碰撞点处形成稳定的液体纽带。
3.连接高速相机，拍摄碰撞过程中液滴的生成和演化过程。
4.通过压力计和微量天平等工具，对流体的压力和流量进行测量和计算，得到雾化液滴的尺寸和速度等关键参数。
5.利用显微镜对液滴形态和分布进行观察和分析。
实验结果：
通过上述实验，可以得到双股射流碰撞雾化的关键特征，包括雾化液
滴的尺寸分布、速度、形态、碰撞角度等，进而探究影响雾化效果的因素。
这种实验方法不仅可以用于研究双股射流碰撞雾化技术本身，还可以应用
于许多领域，如农药喷雾、油漆涂布、燃烧控制等。
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双流体喷嘴雾化控制特性研究石宝宝;石复习;陈军;蒋宗谨;刘世浩【摘要】双流体喷嘴具有雾化效果稳定、显著节能、药量调整范围大和优异的抗堵塞性能等特点,对于提高施药精确性、降低药液浪费和减少环境污染有重要意义.为此,将双流体喷嘴用于猕猴桃园喷雾,使用自主搭建的双流体喷雾试验平台,采用了扇形喷嘴、圆形喷嘴、广角圆形喷嘴3种喷嘴,进行了不同气压下雾化流场的喷雾试验,研究了最佳液体压力恒定的情况下,气路气压的变化对雾化角、贯穿距、流量及压力损失等雾化特性参数的影响.结果表明:扇形喷嘴优于圆形喷嘴和广角圆形喷嘴;随着气压的增大,喷雾的贯穿距先增大后减小;随着气压的增大,雾化角呈现先增大后减小的趋势;随着气压的增大气体流量增大,液体流量减小,气路压力损失较大.对猕猴桃园来说,气压在2.5 bar时,选用扇形喷嘴较为适宜,为气液双流式变量喷雾的研究奠定了基础.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2019(041)001【总页数】6页(P174-179)【关键词】双流体喷嘴;雾化控制;喷雾气压【作者】石宝宝;石复习;陈军;蒋宗谨;刘世浩【作者单位】西北农林科技大学机械与电子工程学院, 陕西杨凌 712100;西北农林科技大学机械与电子工程学院, 陕西杨凌 712100;西北农林科技大学机械与电子工程学院, 陕西杨凌 712100;西北农林科技大学机械与电子工程学院, 陕西杨凌 712100;西北农林科技大学机械与电子工程学院, 陕西杨凌 712100【正文语种】中文【中图分类】S4910 引言目前，猕猴桃园主要施药设备有压力式喷雾器、弥雾机及风送式喷雾机3种。
其中，压力式喷雾器雾滴直径分布较大，喷施效果差；弥雾机购置成本高昂，行间转移灵活性差，不适合棚架作业；风送式喷雾机喷施均匀性差，作业飘洒严重，环境污染严重。
双流体雾化是利用一定压力的空气或蒸汽，以高速冲击速度较低的被雾化液体，将其撕裂成细小的液滴。
双流体雾化喷嘴主要用于增湿、冷却降温及喷雾涂层等等，具有雾化均匀、雾化粒径稳定区间大、气体与液体可独立控制等特点，便于实现变量施药，可广泛应用于果园精准施药，目前尚未得到广泛应用[1-4]。
双流体雾化喷嘴是实现双流式喷雾的核心部件，其结构简单、适应性强，对于高黏度和低黏度的液体都有良好的雾化性能，并且在保证雾化效果的基础上，容易通过调节气压和液体流量，灵活改变气压与液体流量来控制喷施距离、喷施量等特性参数，从而满足不同条件的喷施要求[5-7]。
将双流体喷嘴应用于猕猴桃园施药喷雾，对于降低农药用量，减少药液飘洒，实现精准变量施药具有重要作用。
目前，针对双流体喷施的研究主要有雾滴粒径、雾滴速度、雾滴个数、流量、雾化角及喷孔直径等方面的研究。
卢平等在双流体雾化特性试验中，利用了PIV测量技术，测试了不同气液比下的雾滴粒径，雾化颗粒平均粒径随着气液比的增加呈现下降趋势；王贞涛等利用了相位多普勒粒子动态分析仪测试了喷嘴不同孔径下的雾滴粒径和不同工作压力下的雾滴轴向平均滴速，获取了喷孔直径为1.2mm喷嘴具有更好的雾化效果，选用0.3MPa或者0.4MPa的工作压力较为合适[8-9]。
本文以扇形喷嘴、广角圆形喷嘴、圆形喷嘴3种双流体喷嘴为研究对象，根据猕猴桃果园的架型结构、树形大小和树冠密度等作业条件，在设定气压和液体流量条件下，获取双流式喷射雾化作业的控制参数，探讨了气压与贯穿距、气压与雾化角及气压与液体流量的关系，确定了影响双流体喷嘴雾化效果的主要因素及最佳控制参数，为双流体喷嘴的变量施药作业系统的构建，提供基础设计参数。
1 试验装置及方法1.1 试验装置试验采用东莞市沙鸥喷雾系统有限公司、D-1/4-SS+SUC23-SS、D-1/4-SS+SUC11-SS、D-1/4-SS+SUK30-SS型号的双流体雾化喷嘴。
试验台选用4040铝型材搭建，喷射控制所需的仪器全部安置于试验台上。
试验装置由行走系统、气路系统及液路系统3部分组成。
行走系统包括底架等；气路系统包括空气压缩机、气源处理器、节流阀、气体流量计及气体压力表等；液路系统包括药箱、齿轮泵、单向阀、液体流量计、液体压力表及双流体喷嘴等。
试验系统装置示意图如图1所示。
1.空气压缩机2.气源处理器3.节流阀4.气体流量计5.气体压力表6.双流体喷嘴7.液体压力表8.液体流量计9.单向阀 10.齿轮泵 11.药箱图1 试验系统装置示意图Fig.1 Schematic diagram of test system雾化特性研究中，空气压缩机和齿轮泵是试验装置中的动力源，由气源处理器进行气体动力的稳定并且调节气压的大小；节流阀对气路系统进行气体调节，产生压力损失，防止过大气流将液流顶回去；气体压力表和流量计监测气路系统管路中的压力和流量。
液路系统中单向阀可以有效防止液体回流，液体压力表和流量计监测液路系统管路中的压力和流量。
气液双流体试验系统主要技术参数如表1所示。
表1 双流体试验系统主要技术参数Table 1 Main technical parameters of twin-fluid test system试验仪器参数数值V-0.12/8空气压缩机额定压力/bar8容积流量/L·min-1120MF5700系列气体质量流量计流量范围/L·min-10～200测量精度/%±2.0ZJ-LCD-M智能液体流量定量控制仪流量范围/L·min-10.1～1测量精度/%±1.5385齿轮泵流量/L·min-12.0扬程/m23药箱容积/L15智能数字化压力表压力范围/bar0～10测量精度/%±0.4雾化特性试验过程中使用到3种喷嘴，这3种喷嘴内部结构一致，只是空气帽不同，现给出双流体扇形喷嘴结构如图2所示。
1.气体入口2.气体出口3.挡圈4.双流体出口5.空气帽6.液体出口7.液体入口8.可调针阀图2 双流体扇形喷嘴结构示意图Fig.2 Schematic diagram of twin-fluid sector nozzle采用相同的齿轮泵压力，调节喷雾气压进行雾化特性试验，工作气压范围1.5～4.0bar，标准齿轮泵电压为12V。
通过固定泵压条件下，改变气压得到3种双流体喷嘴的喷射特性参数，通过压力表和流量计检测喷嘴气体入口和液体入口前的压力和流量。
试验装置设定为喷嘴雾化，喷嘴高度距离地面1.2m，与地面水平放置，喷雾时该装置处于静止状态，通过调节气源处理器实现气液双流式变量喷雾。
1.2 试验方法以空气和清水作为工作介质进行双流体雾化试验研究，将试验装置按图1搭建即可，对于不同气压下的雾化特性参数进行试验。
试验过程中，保证喷嘴水平分布，喷嘴出口水平喷射，在地面放置皮尺和湿敏纸，可以有效测量贯穿距的大小；在进行雾化角的测量时，喷嘴垂直分布，距离地面高度1.2m，喷雾角度的背景粘贴蓝色纸张，便于更好地用相机拍摄图片。
根据图2双流体扇形喷嘴结构示意图可知：空气压缩机产生的压缩空气和清水分别通过气体入口和液体入口进入喷嘴，随之产生1路液体，3路气体，且在空气帽处混合雾化，形成细小雾滴，最终在双流体出口处实现喷雾；每次试验重复3次取平均值，以确保获得更精确的数据。
2 雾化特性试验2.1 气压对雾化角的影响雾化角是指雾化流场边界间的夹角，根据上述搭建的试验装置，将喷嘴垂直布置，竖直向下喷雾，设定齿轮泵电压值为12V，改变气压得到不同雾化条件的角度，固定相机拍摄雾化角图片。
图3～图5分别给出了广角圆形喷嘴、圆形喷嘴、扇形喷嘴在气压p为1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0bar下的雾化雾炬图。
(a) p=1.5bar (b) p=2.0bar(c) p=2.5bar (d) p=3.0bar(e) p=3.5bar (f) p=4.0bar图3 广角圆形喷嘴雾化雾炬图Fig.3 Wide angle circular nozzle spray map(a) p=1.5bar (b) p=2.0bar(c)p=2.5bar (d) p=3.0bar(e) p=3.5bar (f) p=4.0bar图4 圆形喷嘴雾化雾炬图Fig.4 Circular nozzle spray map(a) p=1.5bar (b) p=2.0bar(c) p=2.5bar (d) p=3.0bar(e) p=3.5bar (f) p=4.0bar图5 扇形喷嘴雾化雾炬图Fig.5 Fan nozzle spray torch chart从图3～图5中可以看出：扇形喷嘴的雾化锥角适中，雾炬较为饱满，雾化颗粒沿雾炬径向分布较为均匀，且以极细的雾滴形式存在，整体雾化效果良好。
其中，在气压为2.0bar下雾化角基本最大，当p为2.0bar时，图3广角圆形喷嘴的雾锥角最大约55°，雾滴分布有交叉、重叠；图4圆形喷嘴的雾锥角约为14°；图5扇形喷嘴约为90°。
将上述喷雾条件下所得的雾化雾炬图转换成数据曲线，研究气压对雾化角的影响，如图6所示。
在齿轮泵电压值为12V的情况下，3种喷嘴的雾化角都随着气压的增大呈现先增大后减小的趋势。
在气压一定的情况下，扇形喷嘴的雾化角最大，广角圆形喷嘴的雾化角次之，圆形喷嘴的雾化角最小。
由图6可以看出：圆形喷嘴在气压值为3.5bar时，雾化角为0°，可见在气压值为3.5bar及以后圆形喷嘴不再有液体，不适合喷雾；广角圆形喷嘴在4.0bar时雾化角亦为0°，雾化过程中没有液体，不适合喷雾；而扇形喷嘴在整个控制气压变化范围内都有均匀的雾滴分布，可见在气压变化的过程中扇形喷嘴优于广角圆形喷嘴和圆形喷嘴。
图6 气压对雾化角的影响Fig.6 Effect of air pressure on atomizing angle2.2 气压对贯穿距的影响根据喷嘴雾化雾炬图，喷雾从喷嘴到最大弥散处的总距离为贯穿距。
测试贯穿距时利用搭建的试验平台，将齿轮泵电压值设定为12V不变，调节空气压缩机输出的气压，气压范围1.5～4.0bar，利用皮尺和水敏纸的效果测试出对应的贯穿距。
图7为双流体扇形喷嘴、广角圆形喷嘴和圆形喷嘴的气压与贯穿距的关系曲线。
调节空气压缩机输出气压的大小得到喷雾雾滴的贯穿距，为实现变量喷雾提供了对应的数据关系。
将这些数据用EXCEL处理，得出3种喷嘴下气压与贯穿距的拟合关系式分别为L1=-0.2357p12+1.605p1-0.2593(1)L2=-1.6p22+7.12p2-5.12(2)L3=-2.2571p32+9.7457p3-6.1886(3)其中，L1、L2、L3分别是扇形喷嘴、广角圆形喷嘴和圆形喷嘴的贯穿距(m)；p1、p2、p3分别是扇形喷嘴、广角圆形喷嘴和圆形喷嘴的气压值分别是扇形喷嘴、广角圆形喷嘴和圆形喷嘴拟合的相关系数。