CN103372510B - 一种适用于高粘度非牛顿流体的空心锥型气泡雾化喷嘴 - Google Patents

一种适用于高粘度非牛顿流体的空心锥型气泡雾化喷嘴 Download PDF

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本发明涉及一种适用于高粘度非牛顿流体的空心锥型气泡雾化喷嘴，包括内接口、外接口、套管、气泡发生器、混合器、喷头以及针形锥，内接口通过套管固定在混合器的一端，喷头固定在混合器的另一端，外接口固定在混合器上，气泡发生器设置在混合器内；气泡发生器包括导流筒和导流盘，导流筒与内接口连通，外流道与外接口连通，导流盘上有多个外导流孔，位于混合室设置有多个内导流孔；喷头包括喷头本体以及喷口；针形锥与喷头直线段之间设置有出口环缝。本发明解决了现有高粘度非牛顿流体的喷嘴雾化效果差、雾化气耗率高、液滴平均粒径大的技术问题，本发明在较宽的流量调节范围内获得了良好的雾化质量，在较小的气耗率下，大大降低了液滴平均粒径。

Description

一种适用于高粘度非牛顿流体的空心锥型气泡雾化喷嘴
技术领域
本发明涉及可以雾化非牛顿流体的气泡雾化喷嘴，特别涉及具有高粘度、复杂流变特性的非牛顿流体的高效雾化，能够形成空心锥型的喷雾场，可应用于此类流体的雾化、燃烧装置。
背景技术
凝胶推进剂发动机兼有液体火箭发动机比冲高、推力可调、多次启动和固体火箭发动机易于贮存运输，使用维护方便的优点，是导弹武器和航天运载器动力系统研发的方向之一。但凝胶推进剂属于非牛顿流体，其高粘性导致流动和雾化困难，如何实现高效的流动雾化已经成为凝胶推进剂应用的技术关键。
发明内容
为了解决现有高粘度非牛顿流体的喷嘴雾化效果差、雾化气耗率高、液滴平均粒径大的技术问题，本发明提供一种适用于高粘度非牛顿流体的空心气泡雾化喷嘴，在较宽的流量调节范围内获得了良好的雾化质量，在较小的气耗率下，大大降低了液滴平均粒径。
本发明的技术解决方案为：
适用于高粘度非牛顿流体的空心锥型气泡雾化喷嘴，其特殊之处在于：包括内接口1、外接口2、套管3、气泡发生器5、混合器6、喷头8以及针形锥9，所述内接口1通过套管固定在混合器6的一端，所述喷头固定在混合器6的另一端，所述外接口2固定在混合器上，所述气泡发生器5设置在混合器6内；
所述气泡发生器包括导流筒51和固定在导流筒51上的导流盘52，所述导流盘52将混合器6的内腔分成外流道和混合室，所述导流筒51的一端通过套管3与内接口1连通，所述导流筒51的另一端位于混合室内，所述外流道与外接口2连通，所述导流盘52上圆周均布有多个外导流孔54，位于混合室内的导流筒51的一端设置有多个内导流孔53；
所述喷头8包括喷头本体81以及喷口82，所述喷口包括依次连接的收缩段821、直线段822以及扩张段823；
所述针形锥9的一端与气泡发生器5连接，另一端伸出喷头外，所述针形锥9与喷头8的直线段822之间设置有出口环缝10。
上述气泡发生器内导流孔53的个数为4-20个，所述内导流孔53的当量直径d1与出口环缝的当量直径之比为0.6-1.5。
上述气泡发生器外导流孔54个数为6-16个，所述外导流孔54的当量直径d2与出口环缝的当量直径之比为0.2-1。
上述混合室满足：L/D为3-10，其中L为混合室的全长减去位于混合室内导流套的长度，D为混合室的内径。
上述喷口的扩张段的长度I1与出口环缝当量直径的比为1-4；
所述喷口收缩段821的角度a在60°-120°之间，扩张段823的角度a1在0°-150°之间。
上述导流套的内径d4与气泡发生器内导流孔当量直径d1的比d4/d1为10-15。
上述外接口的内径d3与气泡发生器外导流孔当量直径d2的比d3/d2为15-30。
上述针形锥的锥度a2为90°-180°之间。
本发明的与现有技术相比的有益效果是：
1、本发明的喷嘴对液体粘性不敏感，即对不同粘性的液体雾化效果差别较小，可以对高粘度的非牛顿流体高效雾化。
2、本发明针对不同的液体流量设计两种气液混合方式，对于较小流量的液体，采用内气外液混合方式；对于较大流量的液体，采用外气内液混合方式。针对非牛顿流体高粘度、流变特性复杂的特点，克服流体表面张力实现雾化，具有气耗率低、雾化高效、加工制造方便等优点。
3、本发明利用气体流量的较小变化可以实现液体流量较大范围的变化。
4、本发明气泡雾化方法基本原理是将少量气体在喷嘴出口上游以射流形式注入液体中，形成泡状气液两相流，利用气泡在流动、喷射过程中的加速、变形、膨胀来雾化液体。
附图说明
图1为本发明的适用于高粘度非牛顿流体的空心锥型气泡雾化喷嘴组件结构图；
图2为本发明的适用于高粘度非牛顿流体的空心锥型气泡雾化喷嘴尺寸图；
其中附图标记为：1-内接口，2-外接口，3-套管，4-内密封垫，5-气泡发生器，51-导流筒，52-导流盘，53-内导流孔54-外导流孔，6-混合器，7-外密封垫喷头，8-喷头，81-喷头本体，82-喷口，821-收缩段，822-直线段，823-扩张段，9-针形锥，10-出口环缝。
具体实施方式
如图1、2所示，喷嘴包括内接口1、外接口2、套管3、气泡发生器5、混合器6、喷头8以及针形锥9，内接口1通过套管固定在混合器6的一端，套管和气泡发生器之间设置有内密封垫4，喷头8通过外密封垫7与混合器6的另一端连接，外接口2固定在混合器上，气泡发生器5设置在混合器6内；
气泡发生器包括导流筒51和固定在导流筒51上的导流盘52，导流盘52将混合器6的内腔分成外流道和混合室，导流筒51的一端通过套管3与内接口1连通，导流筒51的另一端位于混合室内，外流道与外接口2连通，导流盘52上圆周均布有多个外导流孔54，位于混合室内的导流筒51的一端设置有多个内导流孔53；
喷头8包括喷头本体81以及喷口82，喷口包括依次连接的收缩段821、直线段822以及扩张段823；针形锥9的一端与气泡发生器5连接，另一端伸出喷头外，针形锥9与喷头8的直线段822之间设置有出口环缝10。
为了有效地形成气液两项流，从而促进高粘度非牛顿流体的雾化，本发明采用以下方式：
气泡发生器内导流孔53的个数为4-20个，内导流孔53的当量直径d1与出口环缝的当量直径之比为0.6-1.5，其中出口环缝的 d为直线段822的直径，d5为针形锥小径段的直径。
气泡发生器外导流孔54个数为6-16个，外导流孔54的当量直径d2与出口环缝的当量直径之比为0.2-1。
为了有效地促进气液两相的混合，混合室满足条件：L/D为3-10，其中L为混合室的全长减去位于混合室内导流套的长度，D为混合室的直径。
为了有效地形成均匀的空心锥型喷雾场，喷口的扩张段的长度I1与出口环缝当量直径的比为1-4；喷口收缩段821的角度a在60°-120°之间，扩张段823的角度a1在0°-150°之间，针形锥的锥度a2为90°-180°之间。
为了有效地促进气体和液体的高效注入，导流套的内径d4与气泡发生器内导流孔直径d1的比d4/d1为10-15。外接口的内径d3与气泡发生器外导流孔直径d2的比d3/d2为15-30。
本发明的工作过程：
在液体流量较小的情况下，采用内气外液的气液混合形式，气体通过内接口进入气泡发生器，然后通过气泡发生器内导流孔喷入到混合室内，液体通过外接口进入气泡发生器的外流道，然后通过气泡发生器外导流孔喷入到混合室内。在混合室内气体与液体充分混合，形成均匀的泡状两相流，通过喷头出口喷出，并在针形锥与喷头形成的出口环缝中形成空心锥型雾扇，实现雾化液体的目标，形成空心锥型喷雾场。
在液体流量较大的情况下，采用外气内液的气液混合形式，气体通过外接口进入气泡发生器，然后通过气泡发生器外导流孔喷入到混合室内，液体通过内接口进入气泡发生器，然后通过气泡发生器内导流孔喷入到混合室内。在混合室内气体与液体充分混合，形成均匀的泡状两相流，通过喷头出口喷出，并在针形锥与喷头形成的出口环缝中形成空心锥型雾扇，实现雾化液体的目标，形成空心锥型喷雾场。
实施例：

Claims (8)

1.适用于高粘度非牛顿流体的空心锥型气泡雾化喷嘴，其特征在于：包括内接口(1)、外接口(2)、套管(3)、气泡发生器(5)、混合器(6)、喷头(8)以及针形锥(9)，所述内接口(1)通过套管固定在混合器(6)的一端，所述喷头固定在混合器(6)的另一端，所述外接口(2)固定在混合器上，所述气泡发生器(5)设置在混合器(6)内；
所述气泡发生器包括导流筒(51)和固定在导流筒(51)上的导流盘(52)，所述导流盘(52)将混合器(6)的内腔分成外流道和混合室，所述导流筒(51)的一端通过套管(3)与内接口(1)连通，所述导流筒(51)的另一端位于混合室内，所述外流道与外接口(2)连通，所述导流盘(52)上圆周均布有多个外导流孔(54)，位于混合室内的导流筒(51)的一端设置有多个内导流孔(53)；
所述喷头(8)包括喷头本体(81)以及喷口(82)，所述喷口包括依次连接的收缩段(821)、直线段(822)以及扩张段(823)；
所述针形锥(9)的一端与气泡发生器(5)连接，另一端伸出喷头外，所述针形锥(9)与喷头(8)的直线段(822)之间设置有出口环缝(10)。
2.根据权利要求1所述的适用于高粘度非牛顿流体的空心锥型气泡雾化喷嘴，其特征在于：所述内导流孔(53)的个数为4-20个，所述内导流孔(53)的当量直径d1与出口环缝的当量直径之比为0.6-1.5。
3.根据权利要求1或2所述的适用于高粘度非牛顿流体的空心锥型气泡雾化喷嘴，其特征在于：所述外导流孔(54)个数为6-16个，所述外导流孔(54)的当量直径d2与出口环缝的当量直径之比为0.2-1。
4.根据权利要求3所述的适用于高粘度非牛顿流体的空心锥型气泡雾化喷嘴，其特征在于：所述混合室满足：L/D为3-10，其中L为混合室的全长减去位于混合室内导流套的长度，D为混合室的内径。
5.根据权利要求4所述的适用于高粘度非牛顿流体的空心锥型气泡雾化喷嘴，其特征在于：所述喷口的扩张段的长度I1与出口环缝当量直径的比为1-4；
所述收缩段(821)的角度a在60°-120°之间，扩张段(823)的角度a1在0°-150°之间。
6.根据权利要求5所述的适用于高粘度非牛顿流体的空心锥型气泡雾化喷嘴，其特征在于：所述导流套的内径d4与气泡发生器内导流孔当量直径d1的比为10-15。
7.根据权利要求6所述的适用于高粘度非牛顿流体的空心锥型气泡雾化喷嘴，其特征在于：所述外接口的内径d3与气泡发生器外导流孔当量直径d2的比为15-30。
8.根据权利要求7所述的适用于高粘度非牛顿流体的空心锥型气泡雾化喷嘴，其特征在于：所述针形锥的锥度a2为90°-180°之间。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105478250B (zh) * 2015-11-18 2017-12-05 辽宁工程技术大学 一种可调式气液两相雾化喷嘴
CN109986664A (zh) * 2019-05-20 2019-07-09 国家林业和草原局北京林业机械研究所 一种喷胶用高效雾化喷胶嘴
CN113210151A (zh) * 2021-01-25 2021-08-06 武汉大学 一种普适型空化射流喷嘴

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3790086A (en) * 1971-05-24 1974-02-05 Hitachi Ltd Atomizing nozzle
GB2096911A (en) * 1981-04-21 1982-10-27 Simpkins David Rogers Price Atomizer
US6003789A (en) * 1997-12-15 1999-12-21 Aec Oil Sands, L.P. Nozzle for atomizing liquid in two phase flow
CN102176977A (zh) * 2008-10-16 2011-09-07 卡萨尔尿素公司 用于将液体雾化的喷射方法和喷嘴

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060214028A1 (en) * 2005-03-25 2006-09-28 Hynes Anthony J Dispensing device for atomized reactive material, system and method of use thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3790086A (en) * 1971-05-24 1974-02-05 Hitachi Ltd Atomizing nozzle
GB2096911A (en) * 1981-04-21 1982-10-27 Simpkins David Rogers Price Atomizer
US6003789A (en) * 1997-12-15 1999-12-21 Aec Oil Sands, L.P. Nozzle for atomizing liquid in two phase flow
CN102176977A (zh) * 2008-10-16 2011-09-07 卡萨尔尿素公司 用于将液体雾化的喷射方法和喷嘴

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