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L-600平行化学合成仪

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疑难问题

气流式喷嘴的原理及问题现象

日期:2021-02-22
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气流式雾化器,通常也称气流式喷嘴,是实验室和中间工厂常用的一种形式。

1.二流式喷嘴操作原理
如上图中心管 (即液体喷嘴)走料液,压缩空气,经气体分布器后,从环隙(即气体通道或称气体喷嘴)喷出。当气-液二相流,在喷嘴出口端面接触时,由于气体从环隙喷出的速度很高,一般为200~ 340m/s,也可以达到超声速,但液体流出的速度不大(一般不超过2m/s),因此,在二流体之间,存在着很大的相对速度,从而产生相当大的摩擦力,使料液雾化。喷雾用压缩空气的压力,一般为0.3〜0.7MPa。
 
2.雾化机理

气流式喷嘴的雾化机理有三种类型,即滴状、丝状和膜状分裂。在一般情况下,气流式喷嘴属膜状雾化,这种薄膜的形成状态,如图下图所示。当雾滴群离开喷嘴时,其形状是一个被空气充满的锥形薄膜(中心形成空气芯),因而也称空心锥喷雾。空心锥的锥角Ө,一般称为喷雾角或雾化角。此锥形薄膜雾滴群称为雾炬或喷雾锥。

 
当气-液两相的相对速度足够大时,一个正常的雾化状态,应是一个充满空气的锥形薄膜,薄膜不断地膨胀扩大,然后分裂成极细雾滴。薄膜的残余周边,则分烈为较大的雾滴。

雾化机理与喷雾角有关。一般来说,膜状分裂时的喷雾角要比单纯丝状分裂时大一些。喷雾角取决于气-液间的相对速度、喷嘴结构及物料性质。当液体流量很小时,喷雾角与气流速度无关。当气流速度超过300m/s时,喷嘴角则与液体流量无关。一般而言,气流式喷嘴的喷雾角,通常为200~300。
 
液体喷嘴是圆形的,与气体喷嘴的环形通道必须是同心的。若喷嘴结构设计正确时,雾滴应均匀地分布在喷雾锥中,喷雾锥是对称的。如二者不同心时,雾化角就偏离中心线而不对称,有时出现液线,这时喷雾锥包含着部分大雾滴,这是由于雾化空气分配不均匀的缘故。