两种雾化方式对比.doc

(完整版)两种雾化方式对比一、单相高压雾化单相高压雾化也叫做机械雾化,其主要是靠液体在压差作用下产生的高速射流使自身雾化，可分为直射式雾化、离心式雾化和旋转式雾化。直射式雾化和离心式雾化可统称为压力雾化。直射式喷嘴主要依靠水的喷射达到雾化的目的，水压要求比较高，而且喷孔直径越大雾化越粗，故喷孔直径不能太大,流量调节范围比较小，还有一种与直射式类似的喷嘴叫折射式，其与直射式相比多了一个腔室，用以使液体发生碰撞，产生雾化。离心式喷嘴是利用高压水经旋流装置产生的离心力产生液膜，被空气破碎而雾化。旋转式喷嘴大体上分为旋转体型和旋转喷口型两大类.旋转体型又分为转杯式和旋盘式。转杯式雾化是将水喷入圆锥形转杯的前端,借助高速旋转的转杯将水展成薄膜，由“离心力喷雾”和“速度喷雾的综合作用而雾化液体。同理,旋盘式雾化是依靠高速旋转的圆盘来雾化液体.图1 直射式与折射式喷嘴二、双相低压雾化双相低压雾化也叫介质雾化。正常工作时，需要同时供给喷嘴一定压力的压缩空气和一定压力的水，在喷嘴的内部，压缩空气与水经过若干次的打击，产生非常小的颗粒.根据雾化方式的不同又分为气动雾化和气泡雾化，气动雾化喷嘴应用广泛，气动雾化喷嘴依靠一定压力的气体（压缩空气或蒸汽）形成高速气流，使空气与水之间形成很高的相对速度以达到雾化的目的。其优点是可以在较低的水压下获得良好的雾化效果,并且工作状况可以在较大的范围内调节。雾化喷嘴的介质雾化根据雾化介质的不同，又可细分为气泡雾化和气动雾化。(1)气泡雾化气泡雾化的雾化方式优点是耗气量少、雾化质量高、雾化效果基本不受出口直径影响。所以说气泡雾化比较适合雾化高粘度液体燃料。气泡雾化的原理是把压缩空气注入到液体中，且使两者在雾化喷嘴混合室内形成稳定的泡状两相流动,在离开雾化喷嘴出口极短的距离发生剧烈变化,促使其急剧膨胀直至破裂,进一步将包裹在其周围的液膜使之破碎成为更加细微的液雾颗粒.（2）气动雾化气动雾化是可以在较低的液体压力下获得良好的雾化效果,可以大范围的进行调节，使用灵活。气动雾化原理是依靠一定压力的气体形成高速气流,从而促使空气和水之间形成很高的相对速度以达到雾化的目的。图2 双相低压喷嘴两种方式对比1. 机械雾化系统结构简单，系统只需供给一条高压水管即可,无须空压机,系统造价便宜,同时在一些狭小空间，或者工作环境较为恶劣的场景下，优势更大.而介质雾化需要水管和压缩空气管道，且需要加装空压机，系统造价昂贵,且需要的空间也较机械雾化式要大。2. 一般来说，机械雾化的喷头孔径都是固定的，而且出于雾化效果和成本的考虑，水压也基本固定,因此每个喷头的流量是基本固定的，对于场景需求水流量变化的调节只能通过增删喷头来实现。而介质雾化式,在保证雾化效果的前提下,其水流量可以通调整过水和压缩空气压力来调节，水量变化可以达到几倍甚至十倍.3. 机械雾化由于喷头孔径较小，因此对水质要求较高，如果水质不达标，还需要在系统进口加装过滤装置。而介质雾化对水质需求程度较低。4. 关于能耗对比,机械雾化和介质雾化的结构以及公司技术产品不同，很难一概而论哪种系统能耗更低,具体还要以实际系统为准，但是应该做到因地制宜，对于已经有高压水泵的场地，当然选择机械雾化更有优势；同理,如果场地已有空压机,选择介质雾化更加经济可行.雾化的影响因素总的来说，雾化的方式有多种形式，影响雾化液化质量的因素主要是两个方面：内力和外力；内力主要是指流体本身性质所产生的的力，如液体的粘性力和表面张力,改善的方法为提高液体的温度，或者添加相应的添加剂;而外力的影响因素很多,如液体喷出的速度、液体单位时间内的喷量、雾化气体的速度及气体和液体接触面积、交角等；增加气体和液体的相对速度差，用以增大气动力，使得液滴在更大气动力的作用下，破碎得更细。同时，进一步优化喷口形状设计也是当前不断发展的方向。两种雾化方式的选择两个雾化方式各有特点，雾化方式的选择应该因地制宜，综合考虑，满足场景需求，充分发挥系统的优势特点。相比之下，单相雾化系统是一种较为简单的系统，因此系统稳定性更强，对于工矿这种比较恶劣的环境，对流量要求没有特别，较为粗放，因此稳定性更强，更简单,便宜的单相雾化系统是比较好的选择.而双相雾化系统，在雾滴细度方面更有优势，流量调节容易，因此在一些对雾滴细度要求较高,比较精细的场景更适用。发展现状两种雾化方式实质上都是利用液相和气相的速度差来进行雾化，机械雾化是把高速液体与低速气体碰撞,介质雾化是把高速空气与低速液体碰撞,除了优化流体的流形，降低压力损失,细化雾滴的措施大多都是增大两相之间的速度差，无论是单相雾化中的缩小孔径，增大水压，还是双相中的增大气压都属于这一措施，阅读相关资料可以发现，关于雾化的研究还是偏实验研究,公式大多数实验得出和修正的，理论发展较慢，虽有相应的液体破碎的理论，但是量化的分析表述目前还很难精确,完备的做到.前二十年是计算流体力学蓬勃发展的时期,许多流体力学领域的相关理论借助计算机的力量再次腾飞，但是雾化领域利用计算流体力学进展缓慢,究其原因，是相关理论的匮乏，导致模型难以建立。我个人认为,若计算机计算能力能大幅度提升，能以更小的单位划分流体去建模,以研究两相侵入时的破碎、液化问题，相信雾化理论能得到长足的发展，当然，细微层面的流体模型,不确定性太大，对初始条件十分敏感，且易受到干扰，也并非如我所说的这么简单。不过，相信随着技术的发展,雾化理论越来越完备，雾化系统的设计也会越来越合理高效。5