最大熵原理预测气流式喷嘴雾化液滴粒径分布
大气污染控制工程复习题库(题型分类归纳,题目及答案)..
大气污染控制工程题篇1一、填空题（120分）1、大气污染物的种类很多，按其存在状态可概括为两大类：和。
2、按人们的社会活动功能不同，大气人为污染源主要有三方面：、、。
3、环境空气质量分为级；环境空气质量功能区分为类；一类区执行级标准；二类区执行级标准；三类区执行级标准。
4、煤的元素分析常用的基准主要有、、和四种。
5、理论空气量是指单位燃料按完全燃烧所需要的空气量，它由的组成决定。
一般把超过理论空气量多供给的空气量称为，过剩空气系数是指。
6、燃料完全燃烧所必需的条件有、、、、。
通常把、和称为燃烧过程的“三T”7、空燃比定义为，它可以由燃烧方程式直接求得。
8、燃烧设备的热损失主要包括、、。
9、燃烧烟气分为、；燃烧烟气中的水蒸气主要来自三方面：、、。
10、实际烟气体积等于、之和。
11、用显微镜法观测颗粒时，得到、、三种粒径。
12、如果某种粉尘的粒径分布符合对数正态分布，则无论是质量分布、粒数分布还是表面积分布，它们的相同，累积频率分布曲线在对数概率坐标图中为相互的直线。
13、粉尘的物理性质主要包括、、、等几种（任意说出四种）。
14、评价净化装置性能的技术指标主要有、、、等三项。
15、驰豫时间为颗粒-气体系统的一个基本特征参数，它的物理意义为：由于使颗粒的速度减小到它的初速度的时所需的时间。
16、目前常用的除尘器主要有、、、等四大类。
惯性除尘器在除尘过程中除借助力的作用外，还利用了力和力的作用。
17、机械式除尘器通常指利用(重力、惯性力和离心力等)的作用使颗粒物与气流分离的装置，包括、和等。
18、在旋风除尘器内，气流的运动非常复杂，为研究方便，通常将气体在除尘器内的运动分解为三个速度分量，即、、速度。
速度是决定气流速度大小的主要速度分量。
外涡旋的切向速度于旋转半径，内涡旋的切向速度于旋转半径，在处气流切向速度最大。
19、在旋风除尘器内，粒子的沉降主要取决于离心力Fc和向心运动气流作用于尘粒上的阻力F D。
Fluent雾化喷嘴数值仿真研究
Fluent雾化喷嘴数值仿真研究FLUENT 提供五种雾化模型：•平口喷嘴雾化(plain—orifice atomizer）•压力－旋流雾化(pressure—swirl atomizer）•转杯雾化模型(flat—fan atomizer)•气体辅助雾化（air-blast/air-assisted atomizer）•气泡雾化(effervescent/flashing atomizer）所有的模型都是用喷嘴的物理及尺寸参数（例如喷口直径、质量流率）来计算初始颗粒尺寸、速度、位置.对于实际的喷嘴模拟来说，无论是颗粒的喷射角度还是其喷出时间都是随机分布的。
但对FLUENT 的非雾化喷射入口来说，液滴都是在初始时刻以一个固定的轨道喷射出去（到流场中去）.喷雾模型中使用随机选择模型得到液滴的随机分布。
随机选择轨道表明初始液滴的喷射方向是随机的。
所有的喷嘴模型中都要设第初始喷射角（范围），颗粒通过随机的方法在这个范围内得到一个初始喷射方向.这种方法提高了由喷射占主导地位流动的计算精度。
在喷嘴附近，液滴在计算网格内的分布趋向于更加均匀，这样，通过气相作用于液滴上的曳力就加强了气相－液滴之间的耦合作用.平口喷嘴雾化（plain—orifice atomizer）模型平口喷嘴是最常见也是最简单的一种雾化器。
但对于其内部与外部的流动机制却很复杂。
液体在喷嘴内部得到加速，然后喷出，形成液滴.这个看似简单的过程实际却及其复杂。
平口喷嘴可分为三个不同的工作区：单相区、空穴区、以及回流区(flipped。
不同工作区的转变是个突然的过程，并且产生截然不同的喷雾状态。
喷嘴内部区域决定了流体在喷嘴处的速度、初始颗粒尺寸、以及液滴分散角。
每种喷雾机制如下图示(图1、2、3）:图1 单相流雾化喷嘴流动（液体完全充满喷头内部)图2 空穴喷嘴流动（喷头倒角处产生了空穴)图3 返流型喷嘴流动（在喷头内,下游气体包裹了液体喷射区）压力－旋流雾化喷嘴模型另一种重要的喷嘴类型就是压力－旋流雾化喷嘴。
雾化原理的理论研究
三种雾化原理的理论研究喷雾干燥技术的核心是流化技术，具有从流体到固体瞬时干燥的突出优势。
其设备一般是由雾化器（喷头）、干燥室、进出气及物料收集回收系统等组成。
1.1雾化形式不同的雾化器可以产生不同的雾化形式，按照不同的雾化形式可以将喷雾干燥分为气流式雾化、压力式雾化和离心式雾化。
气流式雾化利用压缩空气（或水蒸气）高速从喷嘴喷出并与另一通道输送的料液混合，借助空气（或蒸气）与料液两相间相对速度不同产生的摩擦力，把料液分散成雾滴。
根据喷嘴的流体通道数及其布局，气流式雾化器又可以分为二流体外混式、二流体内混式、三流体内混式、三流体内外混式以及四流体外混式、四流体二内一外混式等等。
气流式雾化器的结构简单，处理对象广泛，但能耗大。
压力式雾化利用压力泵将料液从喷嘴孔内高压喷出，直接将压力转化为动能，使料液与干燥介质接触并被分散为雾滴。
压力式雾化器生产能力大，耗能小；细粉生成少，能产生小颗粒，固体物回收率高。
离心式雾化利用高速旋转的盘或轮产生的离心力将料液甩出，使之与干燥介质接触形成雾滴。
离心式雾化器受进料影响（如压力）变化小；控制简单。
三种雾化原理的理论研究，主要是围绕喷雾器关键参数与雾化性能展开，黄立新等对此有综述报道。
这方面研究将有助于喷雾器性能的改进，也有利于应用过程中根据喷雾料液及其产品要求对雾化器进行选择。
中药提取液的喷雾干燥，基本上是以离心式雾化和气流式雾化为进行的，而后者以小型试验设备多见。
从雾化的实现而言，压力式雾化需要高压泵与较大雾化空间，气流式雾化能耗又很高，这些都限制了它们的应用。
相对而言，离心式雾化器技术要求相对较低，是最容易实现的。
1.2喷雾干燥机理研究喷雾干燥的效果影响因素很多，除雾化器外，还有干燥室、进出气及物料收集回收系统以及整个干燥器系统。
国内外研究人员进行了喷雾干燥的数学模型研究，以期给出干燥室内气体流动状态和各种热力学参数的分布信息，这对喷雾干燥器的设计、优化以至干燥效果的提高具有重要意义。
4种脱硫喷嘴雾化特性对比试验_刘定平
的液膜态。随着旋转喷射流向前运动，高速运动
综上可知，4 种喷嘴均是通过压力势能转换
的液体柱与空气发生挤压变形； 同时旋转喷射流 为动能使流经喷嘴的液体高速运动，使其初步形
与空气产生剧烈的摩擦和剪切作用，液膜出现振 成液膜并与空气产生剪切作用，破碎成小水滴实
幅越来越大的扰动波，液膜逐渐破碎成小液滴实 现雾化［6］。
角度的螺旋面上，从而使其外层液体分裂成一层 入圆台形旋帽盖和喷嘴内腔体之间的缝隙，使得
层逐渐变小的同心圆锥面薄膜，并从螺旋喷头的 压力势能转换为动能。旋帽盖和喷嘴内腔体间的
空隙中喷出。薄膜与空气产生气液间的剪切作 缝隙越靠近出口越小，液体运动受压速度变快，在
用，破碎成为小水滴，实现雾化。所有圆锥面雾化 形成一个完整的实心锥形状的喷雾场［5］。 2． 2 实心锥喷嘴
因此试验选用了光学法中易操作、易实现的 拍摄法，通过高清摄像机拍摄雾化喷嘴雾化区域 的工作状况，然后用 ImageJ 软件分析计算粒径。
试验使用尼康 D80 数码单反相机拍摄图像， 有效 像 素 为 1020 万，快 门 速 度 最 高 可 设 为 1 / 4000s，照片的最高分辨率为 3872 × 2592。通过软 件对照片进行分析可得，在试验条件下所拍摄的照 片用软件所能处理的最小极限长度为 6． 73μm。而
（ a） 螺旋喷嘴
（ b） 实心锥喷嘴
（ c） 空心锥喷嘴
（ d） 扇形喷嘴
图 1 4 种机械雾化喷嘴
2． 1 螺旋喷嘴
2． 3 空心锥喷嘴
螺旋喷嘴是由中间空腔和四周逐渐变小的螺
空心锥喷嘴是由一个内腔体和一个圆台形旋
旋状喷口组成，如图 1（ a） 所示。其内腔与螺旋状 帽盖组成。内腔体为一个圆柱形空腔，圆柱头上
大型喷雾粒径分布的图像法测量
（ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ＆Ｔ ｗ ｏ － ｐ ｈ ａ ｓ ｅ Ｆ ｌ ｏ ｗ Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ，Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ｆ ｏ ｒ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ａ ｔ ｏ ｍｉ ｚ ｅ ｄ ｄ ｒ ｏ ｐ ｌ ｅ ｔ ｓ ｉ ｚ ｅ ， ｏｒ ｆ ｅ ｘ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｓ ｅ ｒ ｐ ａ ｔｉ ｒ ｃ ｌ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ Ｄｏ ｐ ｐ ｌ ｅ ｒ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｓ ｃ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｏ ｒ ｄ ｉ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ， ｃ ａ ｎ ａ ｃ ｃ ｒａ ｕ ｔ ｅ ｌ ｙ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｐ ｒ ａ ｙ ｏ ｆ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ
第６ ５卷
第 ２期
化
工 学
报
Ｖｂ １ ． ６ ５ Ｎｏ ． ２ Ｆ ｅ ｂ ｍａ ｒ ｙ
２ ０ １ ４年 ２月
ｏ ｕ ｍａ ｌ ＣＩ ＥＳ Ｃ Ｊ
大 型喷雾粒径 分益超
ｆ 上海理工大学颗粒与两相流测量研 究所 ，上海 ２ ０ ０ ０ ９ ３ ）
ａ ｔ ｏ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｃ ｈａ ｎｉ ｓ ｍ ａ ｎｄ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎｃ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｏ ｆ ａ ｔ ｏｍｉ ｚ ｅ ｒ ． Ａｔ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ， ｔ ｈ ｅ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｔ ｌ ｙ ｕｓ ｅ ｄ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕｅ ｓ ｆ ｏ ｒ
黏性液体射流雾化粒径的分析及预测
U g -U l(m /s)
(c)
160 140
SMD(μm)
120 100 80 60 40 20 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
水 胶水溶液 液 流 量 58kg/h
[t]：-a-2b-e=0 方程组中含 5 个未知数，而仅有 3 个方程，将 c，d，e 表示成 a，b 的函数，则最后可得： SMD=Kd（ 由于 Re=
工质 水 胶水
表 1 雾化工质物性（15 ℃，1 atm）
密度 ρ/kg·m-3 1 000 1 023 动力黏度 µ/Pa·s 表面张力 σ/N·m-1 0.001 0.073 0.005 0.056
1 试验装置及条件
气力式喷嘴雾化特性试验是在浙江大学能源清洁利 用国家重点实验室冷态雾化机理试验台上进行的（见图 1） 。试验喷嘴如图 2 所示，中心通液体，环形通道通气 体，采用水和建筑胶水溶液作雾化工质，其物理性质如表 1 所示，压缩空气作为雾化介质，以雾化粒径大小 SMD 作为 喷嘴雾化性能指标，雾化粒径 SMD 用 LS-2000 型分体式激 光颗粒分析仪来测定。
收稿日期: 2007-03-05 李冬青(1982-)，女，硕士。杭州，310027 *国家重点基础研究发展计划项目(2004cb217701)
平行冲击
图2
两通道气力式喷嘴示意图
2 喷嘴雾化特性影响因素分析
如图 3 所示， （a）表示当气液相对速度差保持不变时， 气耗率变化（气液质量流量比）对雾化粒径的影响； （b）表 示当气耗率保持不变， 同时改变工质和雾化介质流量时雾化 粒径随气液相对速度差的变化规律； （c ） 、 （d）表示当工质 流量一定， 增加雾化介质流量时气液相对速度差及气耗率对
基于最大熵原理的分布模型_胡琛
∞
n
0
∞
0
当韦伯 分布中 n = 2 时 , 相当 于约束 条件 ( 14) 已知 , 因而可以把韦伯分布中约束条件保留 两个 . 即式( 12) 和式( 13) . 由拉格朗日方法求新函数时 , 构造的 F 函数 应该是 F = [ -f ( x) ] ln f ( x) dx + ∫ C d x -1 + ∫f (x) C x f( x) d x -u ∫
DO I : 10 . 13367 / j. cnki . sdgc . 2007 . 06 . 016 第 21 卷 第 6 期 山 东 理 工 大 学 学 报( 自 然 科 学 版) 2007 年 11 月 Journal o f Shando ng U nive rsity o f T echno lo gy( N atural Science Edition)
[ 4]
图 4 实际数据与理论数据比较
可以看出三月份平均降水的规律同样是负指 数分布 . 这是因为水分循环所致 , 由于水分的循环 是处在热动平衡的状态的 , 蒸发量等于降水量 , 它 隐含的物理意义是中国陆地上的液态水的总量处 在一个基本不变的相对稳定状态 , 这就保证了自 然界处在一个相对稳定的状态 . 2. 3 累计各年月平均风速的统计分布问题 地球物理学把全球大气看作是统一的流体 , 用流体力学方程组配合当前的全球大气状况( 温 度压力等的分布)就可以用计算机推算未来时刻 的流体状态 . 累计各年月平均风速是某地区长时间各月份 平均每日的大气运动速率 . 经过调研全国各地风 速按月份累计的数据 , 得到的统计结果绘制成 的直方图如图 5 所示 . 这个曲线和韦伯分布中 n = 2 的特殊情况也 就是瑞利分布的曲线相似 . 根据韦伯分布的约束条件[ 5] :
螺旋型喷嘴液滴分布特性及液滴直径经验公式的拟合
螺旋型喷嘴液滴分布特性及液滴直径经验公式的拟合刘乃玲;张旭【摘要】螺旋型喷嘴是压力式喷嘴的一种,它能提供细密的水雾,在工程上具有广泛的用途.笔者分析了几种常用的表征液滴尺寸的参数,用因次分析的方法建立了螺旋型喷嘴液滴直径的准则关系式,通过实验研究了TF6喷嘴的雾化液滴几种常用的直径随喷雾压力的变化规律,用最小二乘法回归了TF型喷嘴雾化粒子的几种直径(D0.1、D0.5、D0.9、D32)的经验公式.【期刊名称】《实验流体力学》【年(卷),期】2006(020)003【总页数】5页(P8-12)【关键词】螺旋型喷嘴;液滴直径分布;雾化相似准则;经验公式【作者】刘乃玲;张旭【作者单位】山东建筑大学热能工程学院,山东,济南,250014;同济大学暖通空调及燃气研究所,上海,200092【正文语种】中文【中图分类】工业技术第 20 卷第 3 期2006 年 09 月实验流体力学Journalof Experimentsin FluidMecbanics V01.20,No.3Sep.,2006文章编号： 1672-9897(2006)03-0008-05螺旋型喷嘴液滴分布特性及液滴直径经验公式的拟合刘乃玲 1 ，张旭 2 (1 ．山东建筑大学热能工程学院，山东济南 250014 ；2 ．同济大学暖通空调及燃气研究所，上海 200092)摘要：螺旋型喷嘴是压力式喷嘴的一种，它能提供细密的水雾，在工程上具有广泛的用途。
笔者分析了几种常用的表征液滴尺寸的参数，用因次分析的方法建立了螺旋型喷嘴液滴直径的准则关系式，通过实验研究了 TF6 喷嘴的雾化液滴几种常用的直径随喷雾压力的变化规律，用最小二乘法回归了 TF 型喷嘴雾化粒子的几种直径 (Do ，。
D0.5.D0.9.D32) 的经验公式。
关键词：螺旋型喷嘴；液滴直径分布；雾化相似准则；经验公式中图分类号： TK121 ；TK401文献标识码： A Distributionofdropletdiametersandthesplineoftheir empirical equationforspiralnozzle LIU Nai-ling'.ZHANGXu2 (1.Schoolof fliermal EnergyEngineering,ShandongJianzhuUniversity,Jinan250014,China;2.Instituteof Heating,Ventilation,Air-conditioningandGas,TongjiUniversity,Shanghai200092,China) Abstract:Spiral nozzleis oneof thepressurenozzles. It can providefinewatermistandhasthe widespreadapplicationin the project.In thispaper,several commonparametersfor describing the droplet sizedistributionwereanalyzed.Thedroplet diameter'sanalogousrule of spiralnozzle wasestablished bydimen-sionless analysis.Thedistributionof TF6nozzle'sseveral droplet diametersatdifferentpressurewasobtainedbyexperimentresearch.Theempin calequationsforTFnozzle'sdroplet diameters(Do.i, Do.s,D0.9,D32)were splined byleast squaresmethod. Key words:spiralnozzle;droplet diameterdistribution; analogousrule ofatomization;empirical equation 0 引言喷嘴是使液体雾化的重要装置，在很多领域都有广泛的应用。
喷嘴雾化原理
喷嘴雾化原理
喷嘴雾化是一种液体雾化的常见方法，通过喷嘴将液体强力喷射成细小的液滴，形成雾状物质。
喷嘴雾化原理主要由以下几个步骤组成：
1. 液体进入喷嘴：喷嘴是由一个小孔或一个喷嘴管组成的装置。
液体通过管道或其他方式进入喷嘴内部。
2. 增加压力：为了使液体产生喷射力，通常需要增加液体的压力。
这可以通过制造压力差、利用泵或其他压力源来实现。
3. 液体挤压和分散：当液体通过喷嘴的小孔或管道时，液体会受到狭窄的通道的限制，造成其流速增加和流体的压力降低。
这个过程会将液体挤压和分散成小液滴。
4. 液滴的均匀分布：喷嘴的设计和操作条件会影响液滴的大小和分布。
通常，喷嘴会尽量使液滴均匀分布，以达到雾化效果。
5. 气体或其他介质的作用：液滴在喷嘴出口遇到气体或其他介质时，会继续受到剪切力和阻力的作用，进一步细化和分散。
6. 形成雾状物质：在经过以上步骤后，液滴会形成雾状物质。
这些细小的液滴悬浮在空气中，形成可见雾霭或细雨状物质。
总之，喷嘴雾化的原理是将液体通过喷嘴进行挤压、分散和细化，形成细小的液滴，进而形成雾状物质。
液-液雾化液滴的粒径分布特性
液-液雾化液滴的粒径分布特性李玉刚;王程远;陈卫锋;梁坤峰【摘要】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.【期刊名称】《河南科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(031)003【总页数】4页(P29-32)【关键词】液-液雾化;不确定性;粒径分布;数理统计;Pearson χ2拟和优度检验【作者】李玉刚;王程远;陈卫锋;梁坤峰【作者单位】江淮动力股份有限公司,江苏,盐城,224001;河南科技大学,车辆与动力工程学院,河南,洛阳,471003;江淮动力股份有限公司,江苏,盐城,224001;河南科技大学,车辆与动力工程学院,河南,洛阳,471003【正文语种】中文【中图分类】TB657.10 前言通过喷射器的液-液雾化形式具有结构简单紧凑、无运动部件、传质效率高等优势,受到广泛关注,并已成功应用在化学、化工、生物、环境等行业中[1-2]。
液-液雾化是一种液体在另外一种非相溶液体中雾化形成液滴的过程,该过程涉及两相液体界面的运动、变形与破碎等复杂变化[3],使液-液雾化过程中液滴的形成时刻、位置、尺度等呈现动态和随机的复杂特征,所形成液滴的粒径大小具有不确定性[4-6],因此对雾化液滴的粒径特征研究已成为热点问题[1-6]。