单相高压细水雾喷嘴雾化特性的试验研究
细雾喷嘴射流特性分析及雾滴分布特性研究
细雾喷嘴射流特性分析及雾滴分布特性研究摘要：首先对喷嘴外部射流的特性进行了理论分析，用边界层微分方程求出了其速度分布的积分解，绘制了喷嘴外部射流的轴向速度分布图。
然后通过实验得到了TF6喷嘴的雾化粒子各平均直径随压力变化的规律。
关键词：细雾喷嘴射流特性速度分布粒子分布特性0.引言压力式细密雾化喷嘴是一种使液体雾化的重要装置，在很多领域都有广泛的应用。
它不仅被广泛地应用于抑制火灾的蔓延、空气的热湿处理之中，而且在液体燃料的雾化燃烧、工艺清洗、除尘控制以及杀虫剂的喷洒等方面也有着广泛的应用。
与一般的雾化喷嘴相比，压力式细雾喷嘴能提供细密的水雾，具有独特的优点。
近几年许多学者对喷嘴的射流特性及雾滴粒子分布等情况进行了相关的研究。
其中，文[1]对高压细水雾灭火喷嘴的射流特性进行了理论分析，对索太尔平均直径随压力的变化关系进行了相关的研究。
文[2]主要对气液两相压力对雾化粒子尺寸的影响进行了实验研究，同时对单相喷嘴雾化的效果也进行了一定的研究。
文[3]对气动旋流雾化原油喷嘴的索太尔平均直径随压力的变化关系进行了相关研究。
文[4]对双路离心式喷嘴的索太尔平均直径随压力的变化关系进行了研究。
这些研究多数是针对气动喷嘴的雾化效果展开的，而有关以雾化水为主要目的的直接压力式细雾喷嘴的雾化特性的研究还比较少。
因此，对压力式细雾喷嘴的射流特性进行理论分析，对它的雾滴分布情况进行实验研究，不仅具有重要的理论意义，而且具有较强的现实意义。
1.射流特性分析水从喷嘴喷出后其流动的外部结构是典型的圆形紊动射流。
其流动的外部结构如图1所示。
其中，未受到外界空气卷吸影响而保持原来出口流速的中心部分称为核心区（图中的ACB区），之后的部分称为发展区。
从出口至核心区末端的部分为起始段，紊动充分发展以后的部分为主体段。
起始段与主体段之间为过渡段，过渡段较短，在分析中为简化起见将这一段忽略。
喷雾系统的工作段主要在主体段，因此外部雾化特性分析主要针对主体段。
高压细水雾喷头流量系数与雾场特性的关系
高压细水雾喷头流量系数与雾场特性的关系伍毅;陆林;凤四海;贺元骅【摘要】Flow coefficient of nozzle is one of key parameters of water mist nozzle for design and type selection. It also determines water mist characteristics and accordingly influence the fire-extinguishing ability of water mist di-rectly.In order to investigate the relationship between flow coefficient of nozzle and water mist characteristics,a se-ries of experiments were performed by using multi-nozzle and single nozzle water mist with different flow coefficients (K=1.0,2.5).The spray angle,flux distribution, particle size distribution were measured and compared.The experimental results showed that,with increasing of flow coefficient from 1.0 to 2.5, the characteristics of multi-nozzle and single nozzle water mist were all changed.%喷头流量系数是细水雾系统设计喷头选型的关键设计参数之一,其决定细水雾的雾场特性从而直接影响细水雾系统的灭火性能.为了研究高压细水雾喷头流量系数与雾场特性的关系,构建了喷头及喷嘴雾场特性冷态实验平台,实验测量了两种流量系数的喷头(K=1.0,2.5)及其喷嘴的雾滴粒径分布、雾化锥角、雾场强度等雾场特性参数.实验结果表明系数K从1.0增大至2.5,喷嘴及喷头的雾化锥角、雾滴粒径分布及雾场强度都显著增大.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2018(018)001【总页数】5页(P348-352)【关键词】高压细水雾;流量系数;雾滴粒径;雾化锥角;雾场强度【作者】伍毅;陆林;凤四海;贺元骅【作者单位】中国民用航空飞行学院民航安全工程学院,广汉618300;中国民用航空飞行学院民航安全工程学院,广汉618300;中国民用航空飞行学院民航安全工程学院,广汉618300;中国民用航空飞行学院民航安全工程学院,广汉618300【正文语种】中文【中图分类】X932在中国航空运输跨越式大发展的宏大背景下，航空消防安全面临的航空燃油火灾风险不断增大。
高压细水雾喷头的特征参数分析及设计要点
此， 欲提高灭火效率 ， 就必须提高雾粒的细度。
ｂ 流量 ．
单是 蒸发快还不 能使火焰 熄灭 ， 必须有足 够数量 的水 蒸发成水 蒸气 ， 吸收 约 ６％的燃烧 释放 热， ０ 或者 占据 约 １％的火焰 空间 ， ０ 或二者 兼有 之， 才能使 火焰 熄灭 所以细水雾喷头的流量指标也是十分重要 的 对 于不 同功率的火焰 、 不同 的火焰燃烧 空间和火焰 燃烧 环境 ， 不同的最低流量指标要求 。 应有 （） 重新 认识喷嘴、 ２要 喷头设计 中几个特征参数之
二 反映整个 水雾的粒径大小 ； — 尺寸参 数， Ｎ— 分 布参数 反 ， 映整个水雾 中粒径 的分散程
度
４ 高压细 水雾 喷头 的设 计要 点
高 压细水雾喷头 一般都是 由若干个喷 嘴组成 ， 因 此整个 喷头的设计 主要 是单个 喷嘴的设计 ， 而喷嘴设 计 的核 心是内流道设计 ， 括喷嘴腔 内的流动和腔 外 包 直至射流 （ 或薄膜） 破碎 的流动 。 （） 灭火机理角度出发 ， 细水雾喷头 的设计 中 １从 在
（） ５雾粒动量 ｍＶ 雾 粒的直径 不 同， 质量 ｍ 也就不 同， 离开 喷 口后 的运动速度Ｖ也互 不相同 ， 因此将 雾粒 的动 量作为 描 述喷头性 能的特征量 似乎有 点牵强。但动量 ｍＶ对细 水雾 的灭火性能影 响颇大 ， 其大小代 表雾粒运动惯 性 的大小 ， 即决定 了雾粒 的运 动距离及其 对火焰 的穿透
主 要 取 决 于 由细 水 雾 喷 头形 成 的射 流 或 薄 膜 的 状 态 ， 式中 ： Ｐ
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气-水雾化喷嘴特性实验研究
气-水雾化喷嘴特性实验研究作者：谭敏来源：《硅谷》2009年第24期[摘要]为解决冷却器换热效率低的问题,提出将气-水雾化喷嘴应用于间接蒸发冷却,实验研究间接蒸发冷却器专用扇形气-水两相雾化喷嘴的特性,获得不同压力时喷嘴的雾化角和气水流量值及其变化规律,确定出最佳的喷雾气水比和雾化角等特性参数。
[关键词]地铁间接蒸发冷却雾化喷嘴雾化特性中图分类号:TQ-9文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1220125-01一、前言蒸发冷却是人类已知最早的冷却方式,随着能源短缺和环境问题的日趋突出,由于其具有节能、环保、经济及改善室内空气品质等独特优势,蒸发冷却技术越来越引起广泛的关注。
蒸发冷却分为直接冷却和间接冷却,现有的间接蒸发冷却计算模型都是基于间接蒸发冷却器表面水膜完整、均匀的重要假设,但是,由于表面张力的作用,换热器表面形成的水膜远远谈不上完整、均匀,因此,换热器换热效率低下。
为了改善换热器表面水膜的均匀性,提高换热效率,黄翔教授研究了改进布水器结构型式和包覆吸水性材料的布水效果,结果表明换热器表面润湿系数增大,提高了换热器的热质交换效率。
朱冬生教授实验研究了扭曲管和管外亲水处理的水膜分布情况,研究发现能获得较好的水膜分布。
以上几种方法可以一定程度上改善换热器表面水膜均匀性,提高换热性能,但都不可避免要增加热阻,长期使用后形成的水垢必然影响包覆吸水性材料的性能,不能从根本上解决换热器表面水膜均匀性的问题。
因此,本文提出通过气-水雾化喷嘴将水雾化后喷射到换热器表面,形成均匀完整的水膜强化换热,实验研究喷嘴喷雾气水比、雾化角等重要参数,为气-水雾化喷嘴运用于间接蒸发冷却器提供基础数据。
二、实验系统及实验方法间接蒸发冷却的关键在于换热器表面水膜的均匀性和完整性,因此,喷嘴性能对换热器表面水膜状态具有决定性的影响,它受喷雾压力、喷雾流量、雾化角、喷嘴口径等参数的影响,本文用水作为喷雾液体介质,用水泵对水提升加压,提供所需的压力,用空气压缩机提供压缩空气作为气体介质,喷嘴采用气-水两相扇形喷嘴。
高压细水雾灭火喷嘴的雾化特性研究
压力的高低是影响到喷雾雾化的最关键因素。当系统压力低于 时水珠直径大 于“低于 以下基本上形不成有效的水雾大于 后形成的细水雾稳定。相 同出口直径情况下系统压力越太 越小当系统压力大于 后 变化幅度不 大因此不必追求更高的压力。参数衍口似对喷雾的内部流动与外部雾化特性的影响
短分析中常忽略。喷雾灭火系统的工作段在主体段因此外部雾化特性分析主要针对
主体段。影响细水雾灭火性能的主要参数有哪喷雾锥角、喷雾射程、雾滴动量、雾 化颗粒细度 、雾化液滴尺寸均匀度和雾通量。这些外部雾化特性参数均取决于 系统压力及喷嘴几何尺寸。其中喷雾锥角、喷雾射程可直接测量雾化均匀度可认为
是正态分布不失普遍性雾化颗粒细度、雾通量及雾滴动量则需通过对雾滴的速度和
的紊流。随着口的增大增大紊流度减小。随着“的增大减小紊流度增大。但臼对 的影响要高于。对的影响高两个数量级其影响的变化幅度却不及口。„喷嘴外部 雾化特性分析图为紊动射流的外部结构示意图删。其中未受到外界空气卷吸影响而 保持原来出口流速的中心部分称为核心区之后的部分称为发展区。《麓糙曩一起始
殷过挂段主体段 ‟篓量匡图射流外部分区图从出口至核心区末端的部分为起始段 紊动充分发展以后的部分为主体段主体段与起始段之间为过渡段。过渡段一般均较
扩散不大。索太尔平均液滴直径 本系统中喷嘴出口直径固定则 仅与系统压 力有关比较甜 、 “ 等的公式后 的 公式更适合本情况„“文。卸和 ‟。如图所示系统压力对 的影响极大 随 着系统压力的升高而呈接近倒数关系降低。亡 记氍瓣封事 系“ 统压力 固系统压力对 的影响口口“纠当系统压力小于 时喷射形成的是 水珠其 大于岬这也正是传统水喷淋系统水滴 大的最根本原因。当系统压力 升高到约 时 已小于岬在— 之后 的减小幅度已较小其值为耻 „„ 在 之后 基本稳定在岬左右已经达到超细水雾的要求。所以根据实 际要求不必要再盲目追求更高的压力。在系统压力为 流量为 时其滴 径 与喷嘴几何尺寸之间的关系如图所示。越大 越大雾化质量越差随着 的增加 先衰减到一个波谷又逐渐上升。 总体上从帅变化到岬变化幅度约为 但雾滴直径均能满足小于岬的要求。即和对 并不是最重要的影响因素。实 际测量与分析实际试验主要考察压力对外部雾化特性参数的影响同时兼顾了口、 的?跋臁Ｊ灾屏霜帷ⅰⅰ！ⅰ＋ヂⅰⅰ⒌呐缱旃哺龇直鹪谙低逞沽ξⅰⅰⅰ ＊瑾氇鱿率挡狻射程与充分雾化距离如图所示 ‟喇蜘艇蜒君奎图 ≥锄餐、划篁 蜮系统压力 充分雾化距离图不同收缩角下射程与充分雾化距离赤由图知 随着压力的升高射程逐渐变远充分雾化距离即充分雾化点与喷嘴出口之间的距离变 短。在系统压力为 时喷雾射程一般稳定在左右此时充分雾化距离稳定在 左右。压力大于 后喷雾射程和充分雾化距离的变化幅度不大测量结果同时表 刳喷嘴内部结构以 。、‟时的雾化效果为佳。同时计算喷嘴外 万方数据年月 范明豪等高压细水雾灭火喷嘴的雾化特性研究部雾化特性参数时均按
细水雾实验方案
细水雾实验方案对于内混式雾化喷嘴，雾化特性的主要影响因素有：气液比、喷嘴前水压、混合腔压力比等工况参数，结构方面的影响因素有气孔直径、喷嘴直径、气液交角、喉管长度、喷嘴距喉管长度等。
对喷嘴进行雾化特性试验的目的就是为了从大量试验数据中归纳出主要因素的影响，从而总结出喷嘴的设计方法和规律，作为这项工作的第一步，首先需要确定喷嘴几何结构对雾化质量的影响，在广泛的工况参数范围内，获得喷嘴几何结构各参数最佳值，然后利用经过筛选的喷嘴试件，进行其他因素的影响试验，得出其规律，才能全面本质地反应喷嘴雾化特性关系。
这部分试验内容包括：（1）气孔直径影响试验。
对两种喷嘴试件，气孔直径依次变化，其结构参见见表1-1。
在水压为6MPa工况下进行了试验。
表1-1 气孔直径影响试验件结构参数（mm）喷嘴号喷嘴直径D m气孔直径D a喷嘴距喉管长度L1气液交角A（℃）喉管长度L2水压P（MPa）1-1 1.5 6 48.97 60 100 61-2 1.5 8 48.97 60 100 6 （2）喷嘴前水压影响试验。
对5种喷嘴试件，水压大小依次为2、4、6、8、10MPa，其试件结构参数见表1-2。
表1-2进水压力影响试验件结构参数喷嘴号喷嘴直径D m气孔直径D a喷嘴距喉管长度L1气液交角A（℃）喉管长度L2水压P（MPa）2-1 1.5 6 48.97 60 100 22-2 1.5 6 48.97 60 100 42-3 1.5 6 48.97 60 100 62-4 1.5 6 48.97 60 100 82-5 1.5 6 48.97 60 100 10 （3）喉管长度影响试验。
对5种喷嘴试件，喷嘴前水压大小为6MPa，喉管长度依次为80、100、120、140、160mm，其试件参数见表1-3。
表1-3喉管长度影响试验件结构参数（mm）喷嘴号喷嘴直径D m气孔直径D a喷嘴距喉管长度L1气液交角A（℃）喉管长度L2水压P（MPa）3-1 1.5 6 48.97 60 80 6 3-2 1.5 6 48.97 60 100 6 3-3 1.5 6 48.97 60 120 6 3-4 1.5 6 48.97 60 140 6 3-5 1.5 6 48.97 60 160 6（4）喷嘴距喉管长度影响试验。
单相高压细水雾喷嘴雾化特性的试验研究
单相高压细水雾喷嘴雾化特性的试验研究陈晶田1,朱玉泉2,李壮云2Experimental Investigation of Nozzle Atomizing Characteristics forSingle Phase High Pressure Water Mist Extinguishing SystemCHEN Jing-tian1,ZHU Yu-quan2,LI Zhuang-yun2(1.华中科技大学光电学院,湖北武汉430074;2.华中科技大学机械学院,湖北武汉430074)摘要:雾化喷嘴的雾化特性对单相高压细水雾灭火系统的灭火效果有直接影响。
通过试验研究了供水压力、喷嘴关键结构参数对喷嘴流量、流量特性系数、粒径分布规律的影响规律。
发现喷嘴的结构参数变化对喷嘴雾化特性有显著影响。
关键词:单相高压细水雾灭火系统;喷嘴;雾化性能中图分类号:TH137文献标识码:B文章编号:1000-4858(2006)08-0032-03前言近年来,国际社会对环境保护、可持续发展问题的关注与日俱增,在消防领域,传统的氯代烷灭火系统因为对大气臭氧层有破坏作用,将逐渐被世界各国所淘汰,代之以新型的环境友好的灭火系统,高压单相细水雾灭火系统被广泛认为是最佳选择,目前已得到越来越多的工程应用[1,2]。
高压单相细水雾灭火系统与水喷淋灭火、泡沫灭火、CO2气体灭火系统等相比具有非常突出的优越性:(1)/绿色0灭火介质为纯水,无任何添加剂,灭火后对环境无任何危害;(2)高效高压细水雾灭火系统灭火机理先进,综合了气化冷却、绝氧窒息、热辐射隔离等多种灭火机理;(3)节水在高压下经过喷嘴雾化后的水滴粒径一般小于200L m,因此液滴的总表面大,耗水量仅为水喷淋系统的1/3;(4)系统简单高压单相细水雾灭火系统与气液两相灭火系统都具有输水管径小、易于布置之特点,但组成上更为简单,且持续灭火时间不受限制;(5)安全灭火过程中细水雾对烟尘有吸附抑制作用,减少了烟气对人员的危害,而灭火后对被防护对象及现场几乎无水渍损害;(6)适用范围广可用于扑灭A、B、C三类火灾和电气火灾。
细水雾灭火喷嘴的特征参数及其测量方法探析
细水雾灭火喷嘴的特征参数及其测量方法探析刘杰;李庆刚【摘要】This paper explains atomization mechanism of water mist and describes the relations of aerosol particle size distribution features by applying Rayleigh-Taylor instability and Kelvin-Heinholtzinstability,analyzes main characteristic parameters of water mist fire-sprinkling nozzle,and explores measuring methods of characteristic parameter of water mist fire-sprinkling nozzle,which has provided certain guidance for developing water mist fire-sprinkling nozzle with high performance.%运用Rayleigh-Taylor不稳定性和Kelvin-Heinholtz不稳定性解释了细水雾的雾化机理并描述了雾化颗粒尺寸分布特性的关系式,分析了反映细水雾灭火喷嘴灭火性能的主要特征参数,探析了细水雾灭火喷嘴特征参数的测量方法,为今后研发高性能的细水雾灭火喷嘴提供了一定指导。
【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2012(038)001【总页数】3页(P125-127)【关键词】细水雾灭火喷嘴;雾化机理;特征参数;测量方法【作者】刘杰;李庆刚【作者单位】西华大学能源与环境学院;西华大学能源与环境学院【正文语种】中文【中图分类】TU998.10 引言“蒙特利尔协议”签订后，国际消防界规定在21世纪初叶取缔对大气臭氧层有严重破坏作用的哈龙灭火系统。
细水雾喷头气-液工作压力与雾化效果
细水雾喷头气-液工作压力与雾化效果薛伟;李铎【摘要】在标准实验室内,利用单变量控制法研究了细水雾灭火系统,取得最优灭火效果所对应的喷头的气液工作压力参数.首先对气体压力和液体压力及其比值与细水雾雾化颗粒的平均直径D[v,0.9]的影响进行单变量研究,然后对气体压力和液体压力配比与细水雾喷头喷雾密度关系进行了探索.结果表明,合理地设置液体压力和气体压力更能体现细水雾雾化优越性,Pg=1.0～3.0 MPa,pg/p1=2时的D[v,0.9]最小;根据条件及时调整气液压力比能增大细水雾喷头的喷雾密度,从而提高两相流细水雾喷头的喷雾效果,气液压力比为2对应的喷雾效果最佳.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2014(033)005【总页数】4页(P29-32)【关键词】细水雾;喷头;喷雾压力;喷雾密度【作者】薛伟;李铎【作者单位】东北林业大学工程技术学院,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学工程技术学院,黑龙江哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】X93细水雾灭火技术以无环境污染、灭火迅速、耗水量低、对防护对象破坏性小等特点广泛应用于电厂、轮船、图书馆、通信机房等场所［1-6］。
细水雾喷头是细水雾灭火系统的核心部件之一，其性能的好坏直接制约细水雾灭火系统的灭火效果。
吴晓伟等分析了高压细水雾喷头的工作压力、流量、粒径分布、粒径特征量D［v，0.9］等的设计要求，并对细水雾生成机理和过程做了理论研究［7］。
刘乃玲等考虑到喷雾压力等影响雾粒分布的显著系数，利用因次分析的方法建立了细水雾喷头索特尔直径与喷嘴出口直径的准则关系式［8］。
陈斌等实验研究了气体压力(0～0.15 MPa)、液体压力(0.10～0.25 MPa)对雾粒直径和流量的影响，得到最佳两相压力配比:pg/pl=2.0［9］。
邓东等选用不同的喷头测量了其周向和径向的喷雾密度分布，并做了灭火时间和喷雾密度分布的对比试验，验证了两级雾化喷头喷雾密度分布均匀性［10］。
※基于马尔文法测量空气辅助雾化喷嘴雾化特性的实验研究
第38卷,总第220期2020年3月,第2期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGYVol.38,Sum.No.220Mar.2020,No.2 基于马尔文法测量空气辅助雾化喷嘴雾化特性的实验研究刘海军,李银华,张 果,李光俊(中国核电工程有限公司,北京 100840)摘 要:乏燃料后处理对核能产业的持续健康发展意义重大,其中硝酸铀酰雾化喷嘴是典型的水法乏燃料后处理工艺中的关键部件。
本文以水替代硝酸铀酰作为雾化介质,基于马尔文喷雾激光粒度分析方法,测量了给定的空气辅助雾化喷嘴结构下,喷嘴在不同的空气入口压力下的雾化特性。
结果发现,在雾化喷嘴入口气体压力分别为0.3MPa、0.4MPa和0.5MPa三种情况下,雾滴从喷嘴喷射出来后成锥状发散,均能形成良好的雾化效果,随着雾化喷嘴入口气体压力的增大,索特平均直径在30~60μm的范围内逐渐减小,雾化锥角基本上都维持在35°~39°的范围内,基本变化不大。
关键词:马尔文法;喷嘴;雾化;液滴;实验研究中图分类号:TH133;TP183 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2020)02-0118-04Experimental Study on the Spray Performance of an Air-blastAtomizer with SpraytechLIU Hai-jun,LI Yin-hua,ZHANG Guo,LI Guang-jun(China Nuclear Power Engineering Co.,Ltd.,Beijing100840,China)Abstract:The post-treatment of spent fuel is of great significance to the sustainable and healthy devel⁃opment of the nuclear energy industry.The uranyl nitrate atomization nozzle is a key component in the typical post-treatment process of spent fuel in water-based method.In this paper,water instead of ura⁃nyl nitrate was used as the atomization medium.Based on the Malvern spray laser particle size analysis method,the atomization characteristics of the nozzle under different air inlet pressure were measured with the given air-assisted atomizing nozzle structure.It was found that when the gas pressure at the inlet of the atomizing nozzle ranges from0.3MPa to0.5MPa,the droplets were ejected from the nozzle and then diverged in a cone shape,which could form a good atomization.As the gas pressure at the inlet of the nozzle increases,the average diameter of the Sauter diameter decreases gradually in the range of30~60μm,and the atomization cone angle is maintained in the range of35°~39°,which is almost no changes. Key words:spraytech;atomizer;atomization;droplet;experimental study收稿日期 2019-12-10 修订稿日期 2019-12-28基金项目:200吨后处理厂脱销流化床系统工程验证(KY1682)作者简介:刘海军(1987~),男,硕士,高级工程师,研究方向为乏燃料后处理、核三废治理非标设备。
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部 的切 向槽 时 ， 产生 离心 作用 ， 水 大部 分压 力能 转化 为
场的雾粒尺寸分布特征参数的统计数据 。
试 验所 用 喷嘴 的设 计 雾 化 锥 角 为 ９ 。 ０。通 过 试 验 观察 和分 析实 际喷雾 角 在 ８ 。 ０之 内。随 着 压力 的 ０～９ 。 增 大 ， 角 略有减 小 ， 减 幅 在 １。 内 。这 与理 论 分 锥 但 ０之 析结 论 基本是 一致 的 ， 离心 式 喷 嘴 的平 均 喷雾 角 对 即
吕 ｎ ／
ｃ ）喷 嘴 结 构 参 数 对
１激 光 器 ２ 喷 嘴 ． ．
３压 力 表 ４ 流 量 计 ５ 溢 流 阀 ． ． ．
图 ３ 参数关 系
６ 过 滤 器 ７ 水 泵 ８ 数 据 采 集 处 理 系 统 ９ 接 收 器 ． ． ． ．
图 ２ 测 试 系统 组 成 原 理
图３ ｂ给出了压力对喷头雾化粒径概率 分布参数 的影响规律。图中参数 Ｄ（ ０ １ 表示所测雾场内粒 ，． ） 径小于该尺度的水微粒子重量累计百分 比为 １ ％； ０ Ｄ （ ０９ 表示 所测 雾场 内粒径 小 于 该 尺度 的水 微 粒子 ，． ） 重量累计百分 比为 ９ ％， ０ 表征 了雾化 细度；ＭＤ表示 Ｓ 索太尔直径 ， 表示当用该假想粒度的液滴群取代实际 雾场 内的液滴时 ， 液滴的总体表面积和体积保持不变，
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压 与 气 动
２０ ０６
煤 矿 乳 化 液 泵 站 液压 系统
曹春 玲
Ｈｙ ｒ ｕ ｉ Ｓ ｓ ｅ Ｐｒｎ ｉ ｌ ａ ｄ Ｃｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｏ ｄ ａ ｌ ｙ ｔｍ ｉ ｃｐ ｅ ｎ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓｆ ｒＥｍｕ ｓｏ ｕ ｃ ｌｉｎ Ｐ ｍｐ
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２
压 与 气动
当具 有一 定压 力 的水经 喷嘴 进水 孔流 人喷 嘴芯 底
３ ３
Ａ／ 转换 送 人计 算 机 ， Ｄ 利用 实 验 数据 处 理 软件 给 出雾
右的平行光束 。该光束照射到待测的雾粒上 ， 一部分
光被散射。散射光经过傅立叶透镜后 ， 照射到光 电探 测器阵列上 。由于光 电探测器处在傅立叶透镜的焦平 面上 ， 因此探测器上 的任一点都对应于某一确定 的散 射角。光电探测器阵列 由一 系列 同心环带组成 ， 每个 环带 是一 个独 立 的探 测 器 ， 将 投射 到 上 面 的散 射 光 能 能线性地转换成 电压 ， 然后送给数 据采 集卡 ， 再进 行
反 映 了雾 场 内粒子 的平 均 粒 度 。从 图 ４看 出 ， 试 验 在
纯水 轴 向柱塞 泵 输 出具有 一 定 压 力 的水 ， 力 大 压 小 由溢 流 阀调节 ， 通过 不 锈 钢 管 道 进 入 喷头 后 雾 化 水 喷 出 。在 管路 上安装 一数 字流 量计 测量 通过 喷头 的流 量 ， 出 口附近 安装 精 密 压 力 表 测 量设 定 的压 力 。对 泵
性。
２ 测试 系统 及测 试 结果分 析
删
雾化细度及尺寸分布 、 流量特性系数 、 雾锥角等参 数与供 水 压力之 间 的关 系对 于喷嘴 的灭 火性 能有 很大 影响 ， 本文重点对这些参数进行了试 验研究 。其他雾 化特性参数如粒子动能、 气化特性等 限于条件 尚不能 测 量 。测 试 系统原 理 如 图 ２所示 。
图 ３ 给 出 了压力 变化对 喷 头流量 的影 响 ， 以看 ａ 可 出随 着压 力 增 加 喷 头 （ 即喷 嘴 ） 亦 的流 量 近似 线 性 增
加。
ｌ ８ 口 ｌ ６
ｌ ４
由于雾化过程涉及水在紊流状态下复杂的力学过 程， 已有的雾化理论都是基 于流体力学的能量守恒定 律 、 动 连续性 定理 和动量 定 理 ， 流 在一定 简化 和假 设条 件 下获得 的［４， ３ ］因此 都 有 其 应 用 上 的局 限性 和 近 似 ，
雾化特性的测量采用激 光粒度仪完成 ， 该测量仪 器基 于光 的折射原理。距待测试喷嘴正下方 １ ｍ之处 ， 垂 直喷头喷射方 向， 雾场一侧放置一激光发射器 ， 另一侧 放置激光接收仪 ， 从激光器发 出的激 光束经过显微物 镜聚焦 、 针孔滤波和准直镜准直后 ， 变成约 １ ０ｍｍ左
动能 ， 再经过喷孔以很高的速度喷出， 部分压力能克服 水 内力 的束 缚将 水离 散 为微 粒 ， 粒尺 寸及 其分布 、 雾 雾
锥形 状及 雾粒 射程 是 描述 喷 嘴雾 化 性 能 的 主要 参 数 。
根据高压细水雾灭火系统的要求 ， 雾化粒径一般小于
２ ０ ＝。 ０ Ｉ １
于给定 的喷嘴是不变的。
降低 ， 导致射程和在火场 内的穿透力降低。 本文还对喷嘴结构的关键参数对喷嘴流量特性系
数、 雾化 特性参 数 的影 响 进 行 了 测试 ， ３ 为 喷 嘴 切 图 ｃ 向槽 深 度 ＾与喷 孔 对 喷 嘴 流量 特 性 系数 ｋ的影 响
曲线 。 以看 出 ， 于确定结构 的喷嘴其流量特性系 可 对
媛 ｌ ２
ｌ ０ ０
压力／ ａ ＭＰ ａ ）喷头流量与压力
０
－ 一
一 一 一
压 力／ ａ ＭＰ
ｂ ）压力对喷头 雾化特性
一 一
一
一
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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…
．
中１ ６ ＾ ． ．． ０ ８ 中１６ ｈ１０ ．． ． 中１ ８ ＾ ８ ．． ０． 中１８ ｈ１０ ． ． ．
条件下 ， 喷嘴的雾化粒径基本小于 １０ ， ０ 随压力升 高呈略微降低趋势 ， 这是 因为 当压力升高后从喷 口射
出 的水 流具 有更 大 的动 能 ， 周 围空 气 的相互 作 用 加 与 强 ， 膜被 撕裂 为更 细 的粒子 。应该 指 出 ， 液 对于 细水雾 灭火 系统 ， 并非 雾化 越 细越好 ， 因为过小 的粒子动 能也