CN110252536B - 一种虹吸式超音速双流体超细雾化喷嘴 - Google Patents

Abstract

一种虹吸式超音速双流体超细雾化喷嘴，包括壳体、超音速气流发生管及探针保护帽；壳体与探针保护帽密封连接，超音速气流发生管位于壳体与探针保护帽内部，超音速气流发生管一端与壳体密封连接，另一端与探针保护帽密封连接；超音速气流发生管中心设有中心腔道，分为直管腔道段和拉瓦尔管腔道段；壳体及探针保护帽与超音速气流发生管之间分别设有环形水腔，两环形水腔相连通；环形水腔通过注水探针与腔外连通，注水探针外露端出水口位于拉瓦尔管腔道段气流流动方向的正前方且位于探针保护帽内。本发明能够产生虹吸作用，完全削减掉注水能耗和水泵磨损，雾滴更细且雾化粒子量更大，液滴粒度可达5微米级，提高了对呼吸性粉尘的捕获能力。

Description

一种虹吸式超音速双流体超细雾化喷嘴

技术领域

本发明属于雾化降尘技术领域，特别是涉及一种虹吸式超音速双流体超细雾化喷嘴。

背景技术

目前，市场上用于喷雾除尘的雾化喷嘴主要有两类，第一类是超声波雾化喷嘴，第二类是气动雾化喷嘴。

对于超声波雾化喷嘴来说，其是利用空气驱动液体穿越喷嘴的超声波区域，并通过超声波震荡将液体破碎成10微米左右的液滴颗粒，最后由喷嘴喷出形成降尘喷雾。但是，由于超声波区域的存在，会导致喷管内气流流场变的不稳定，这不但会浪费气动能量，而且需要额外提供超声振动能量，而气流流场不稳定将会使液体破碎不彻底，此时喷雾中仍会包含有大量的大粒度液滴颗粒，从而导致喷雾降尘效果下降。另外，超声波雾化喷嘴的用水量偏高。

对于气动雾化喷嘴来说，其利用高速气流快速通过喷口，以使喷口处的注水孔出水端形成负压，即使注水孔的出液压力不高，也可以将液体从注水孔中抽吸出来，由于气流的运动速度要远远大于注水孔排出的液体流速，因此在液体受到气流的强烈冲击后，将被破碎成液滴颗粒。另外，由于气动雾化喷嘴对注水压力要求不高，因此比超声波雾化喷嘴更加节越水源。但是，由于液滴破碎的能量全部来自于高速气流，因此压缩空气的消耗量比较高，而且空气压缩泵的损耗比较严重。再有，由于注水孔的出水孔口都是设在喷口内侧壁上，而高速气体流场又集中于喷口轴心，由注水孔排出的液体难以充分深入高速气体流场的内部，会有相当一部分的液体只能处于高速气体流场边缘，而这部分的液体可能还来不及破碎就被吹离喷嘴，从而导致气动雾化喷嘴输出的液滴粒度很难达到微米级，进而降低了对微米级粉尘的捕获能力。

为此，申请号为201811248962.3的中国专利公开了一种探针式超音速气动雾化喷嘴，该喷嘴是基于传统气动雾化喷嘴的工作原理进行的设计，初步实现了提高节水性能、降低压缩空气的使用量、降低空气压缩泵的损耗程度的目的，但是当该喷嘴进展到加工制造阶段以及制造结束后的调试运行阶段，发现该喷嘴仍然存在许多不足之处。

该喷嘴在加工制造阶段时，发现在市面上很难采购到标准或非标配件，也就没有合适的配件对注水探针进行固定调试，造成喷嘴的装配复杂度非常高，并且喷嘴的调节也十分不便，导致喷嘴的加工制造难度非常大。

该喷嘴在调试运行阶段时，由于注水探针完全位于拉瓦尔管腔道段内，发现喷嘴内部的注水探针在注水时会发生干涉，从而会出现强烈的噪声；发现当喷嘴运行现场出现气、水压力输入不稳定时，会在雾化过程中造成雾幕摆动；发现密封圈设计不合理，容易导致气流和水流的串连；发现在高压状态下，喷嘴内部的注水探针在喷嘴运行过程中会产生强烈的流场干涉，导致雾化效果不理想，难以实现节能、精细雾化的设计目标，并且对呼吸性粉尘的捕获能力差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种虹吸式超音速双流体超细雾化喷嘴，其能够产生虹吸作用，在保证水流量的同时，完全削减掉注水能耗和水泵磨损，进一步提高了节水性能；在相同的水流量下，喷嘴产生的雾滴更细，雾化粒子量更大，能够进一步降低空气的使用量，同时降低空气压缩泵的压力需求和损耗程度；无需额外提供超声振动能量，液滴粒度可达5微米级，有效提高了对呼吸性粉尘的捕获能力。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种虹吸式超音速双流体超细雾化喷嘴，包括壳体、超音速气流发生管及探针保护帽；所述壳体采用圆柱筒形结构，壳体的中心孔采用三级阶梯孔，分别为第一阶梯孔、第二阶梯孔及第三阶梯孔，第一阶梯孔的孔径大于第二阶梯孔的孔径，第二阶梯孔的孔径大于第三阶梯孔的孔径；所述第三阶梯孔的孔口处内表面设有用于转接的内螺纹，且第三阶梯孔作为供气孔；所述超音速气流发生管的管体外表面采用六级阶梯圆柱台结构，分别为第一阶梯圆柱台、第二阶梯圆柱台、第三阶梯圆柱台、第四阶梯圆柱台、第五阶梯圆柱台及第六阶梯圆柱台；所述第一阶梯圆柱台的外径大于第二阶梯圆柱台的外径，第二阶梯圆柱台的外径等于第四阶梯圆柱台的外径，第三阶梯圆柱台的外径大于第一阶梯圆柱台的外径，第五阶梯圆柱台的外径小于第四阶梯圆柱台的外径，第六阶梯圆柱台的外径大于第五阶梯圆柱台的外径；所述超音速气流发生管的中心腔道分为直管腔道段和拉瓦尔管腔道段，且拉瓦尔管腔道段的扩张段侧壁采用凹曲线型，直管腔道段与第六阶梯圆柱台同侧，拉瓦尔管腔道段与第一阶梯圆柱台同侧；所述探针保护帽采用圆柱筒形结构，探针保护帽的中心孔采用两级阶梯孔，分别为第四阶梯孔和第五阶梯孔，第四阶梯孔的孔径小于第五阶梯孔的孔径；在所述第一阶梯孔孔口侧内表面设有内螺纹，在第五阶梯孔孔口侧外表面设有外螺纹，所述壳体与探针保护帽通过第一阶梯孔和第五阶梯孔孔口侧的内外螺纹进行螺纹配合连接，在壳体与探针保护帽之间安装有第一密封圈；所述超音速气流发生管的第六阶梯圆柱台插接在壳体的第二阶梯孔内，在壳体与超音速气流发生管之间安装有第二密封圈；在所述第三阶梯圆柱台的外柱面设有外螺纹，在第五阶梯孔孔口侧内表面设有内螺纹，所述超音速气流发生管的第三阶梯圆柱台与探针保护帽的第五阶梯孔之间进行螺纹配合连接；所述超音速气流发生管的第一阶梯圆柱台轴向端面顶靠在探针保护帽中心孔的阶梯面上，在第一阶梯圆柱台轴向端面与探针保护帽中心孔阶梯面之间安装有第三密封圈；所述壳体与超音速气流发生管之间构成的环形空间设为第一环形水腔，探针保护帽与超音速气流发生管之间构成的环形空间设为第二环形水腔，在超音速气流发生管的第三阶梯圆柱台与探针保护帽的第五阶梯孔的螺纹配合面之前均布设有若干透水缝隙，第一环形水腔通过透水缝隙与第二环形水腔连通；在所述第一环形水腔对应的壳体上开设有供水孔，在供水孔的孔口处内表面设有用于转接的内螺纹；所述第二环形水腔通过注水探针与腔外连通，注水探针外露端出水口位于拉瓦尔管腔道段气流流动方向的正前方，且位于探针保护帽的第四阶梯孔内。

所述注水探针的数量为2～4根，若干注水探针沿周向均布设置，注水探针与拉瓦尔管腔道段的中轴线具有夹角，夹角范围为30°～60°，且注水探针的出水方向朝向气流流动方向的正向。

所述注水探针的针头端面为斜切面，斜切面与注水探针中轴线的夹角小于45°，且斜切面与拉瓦尔管腔道段的中轴线相平行，斜切面与拉瓦尔管腔道段的中轴线的距离等于拉瓦尔管腔道段出口端直径的1/4。

所述注水探针的内径范围为0.8mm～2mm，注水探针25的壁厚为0.1mm～0.15mm，注水探针的进水端采用圆锥口结构，注水探针通过圆锥口结构与超音速气流发生管的探针穿孔内端孔口进行嵌装固定，注水探针的内径等于拉瓦尔管腔道段出口端直径的1/5。

所述探针保护帽的轴向长度为20mm～30mm，探针保护帽的第四阶梯孔的孔径为6mm～8mm。

所述拉瓦尔管腔道段的喉部直径、扩张段管口直径及扩张段轴向长度之间的比值为1∶2∶4，且拉瓦尔管腔道段的喉部直径为1mm～10mm，拉瓦尔管腔道段的扩张段管口直径为2mm～20mm，拉瓦尔管腔道段的扩张段轴向长度为4mm～40mm。

所述拉瓦尔管腔道段的扩张段侧壁采用的凹曲线型为圆弧线，该圆弧线所在圆的标准方程为(x-A)²+(y-B)²＝R²，式中，x∈[0,d]，y∈[0,tanθ·d]，

其中，d为扩张段轴向长度，θ为扩张角，

为调节系数，且

本发明的有益效果：

本发明的虹吸式超音速双流体超细雾化喷嘴，其能够产生虹吸作用，在保证水流量的同时，完全削减掉注水能耗和水泵磨损，进一步提高了节水性能；在相同的水流量下，喷嘴产生的雾滴更细，雾化粒子量更大，能够进一步降低空气的使用量，同时降低空气压缩泵的压力需求和损耗程度；无需额外提供超声振动能量，液滴粒度可达5微米级，有效提高了对呼吸性粉尘的捕获能力。

附图说明

图1为本发明的一种虹吸式超音速双流体超细雾化喷嘴的结构示意图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为本发明的壳体结构示意图；

图4为本发明的超音速气流发生管结构示意图；

图5为本发明的探针保护帽结构示意图；

图中，1—壳体，2—超音速气流发生管，3—探针保护帽，4—第一阶梯孔，5—第二阶梯孔，6—第三阶梯孔，7—第一阶梯圆柱台，8—第二阶梯圆柱台，9—第三阶梯圆柱台，10—第四阶梯圆柱台，11—第五阶梯圆柱台，12—第六阶梯圆柱台，13—中心腔道，14—直管腔道段，15—拉瓦尔管腔道段，16—第四阶梯孔，17—第五阶梯孔，18—第一密封圈，19—第二密封圈，20—第三密封圈，21—第一环形水腔，22—第二环形水腔，23—透水缝隙，24—供水孔，25—注水探针。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～5所示，一种虹吸式超音速双流体超细雾化喷嘴，包括壳体1、超音速气流发生管2及探针保护帽3；所述壳体1采用圆柱筒形结构，壳体1的中心孔采用三级阶梯孔，分别为第一阶梯孔4、第二阶梯孔5及第三阶梯孔6，第一阶梯孔4的孔径大于第二阶梯孔5的孔径，第二阶梯孔5的孔径大于第三阶梯孔6的孔径；所述第三阶梯孔6的孔口处内表面设有用于转接的内螺纹，且第三阶梯孔6作为供气孔；所述超音速气流发生管2的管体外表面采用六级阶梯圆柱台结构，分别为第一阶梯圆柱台7、第二阶梯圆柱台8、第三阶梯圆柱台9、第四阶梯圆柱台10、第五阶梯圆柱台11及第六阶梯圆柱台12；所述第一阶梯圆柱台7的外径大于第二阶梯圆柱台8的外径，第二阶梯圆柱台8的外径等于第四阶梯圆柱台10的外径，第三阶梯圆柱台9的外径大于第一阶梯圆柱台7的外径，第五阶梯圆柱台11的外径小于第四阶梯圆柱台10的外径，第六阶梯圆柱台12的外径大于第五阶梯圆柱台11的外径；所述超音速气流发生管2的中心腔道13分为直管腔道段14和拉瓦尔管腔道段15，且拉瓦尔管腔道段15的扩张段侧壁采用凹曲线型，直管腔道段14与第六阶梯圆柱台12同侧，拉瓦尔管腔道段15与第一阶梯圆柱台7同侧；所述探针保护帽3采用圆柱筒形结构，探针保护帽3的中心孔采用两级阶梯孔，分别为第四阶梯孔16和第五阶梯孔17，第四阶梯孔16的孔径小于第五阶梯孔17的孔径；在所述第一阶梯孔4孔口侧内表面设有内螺纹，在第五阶梯孔17孔口侧外表面设有外螺纹，所述壳体1与探针保护帽3通过第一阶梯孔4和第五阶梯孔17孔口侧的内外螺纹进行螺纹配合连接，在壳体1与探针保护帽3之间安装有第一密封圈18；所述超音速气流发生管2的第六阶梯圆柱台12插接在壳体1的第二阶梯孔5内，在壳体1与超音速气流发生管2之间安装有第二密封圈19；在所述第三阶梯圆柱台9的外柱面设有外螺纹，在第五阶梯孔17孔口侧内表面设有内螺纹，所述超音速气流发生管2的第三阶梯圆柱台9与探针保护帽3的第五阶梯孔17之间进行螺纹配合连接；所述超音速气流发生管2的第一阶梯圆柱台7轴向端面顶靠在探针保护帽3中心孔的阶梯面上，在第一阶梯圆柱台7轴向端面与探针保护帽3中心孔阶梯面之间安装有第三密封圈20；所述壳体1与超音速气流发生管2之间构成的环形空间设为第一环形水腔21，探针保护帽3与超音速气流发生管2之间构成的环形空间设为第二环形水腔22，在超音速气流发生管2的第三阶梯圆柱台9与探针保护帽3的第五阶梯孔17的螺纹配合面之前均布设有若干透水缝隙23，第一环形水腔21通过透水缝隙23与第二环形水腔22连通；在所述第一环形水腔21对应的壳体1上开设有供水孔24，在供水孔24的孔口处内表面设有用于转接的内螺纹；所述第二环形水腔22通过注水探针25与腔外连通，注水探针25外露端出水口位于拉瓦尔管腔道段15气流流动方向的正前方，且位于探针保护帽3的第四阶梯孔16内。

所述注水探针25的数量为2～4根，若干注水探针25沿周向均布设置，注水探针25与拉瓦尔管腔道段15的中轴线具有夹角，夹角范围为30°～60°，且注水探针25的出水方向朝向气流流动方向的正向。

所述注水探针25的针头端面为斜切面，斜切面与注水探针25中轴线的夹角小于45°，且斜切面与拉瓦尔管腔道段15的中轴线相平行，斜切面与拉瓦尔管腔道段15的中轴线的距离等于拉瓦尔管腔道段15出口端直径的1/4。

所述注水探针25的内径范围为0.8mm～2mm，注水探针25的壁厚为0.1mm～0.15mm，注水探针25的进水端采用圆锥口结构，注水探针25通过圆锥口结构与超音速气流发生管2的探针穿孔内端孔口进行嵌装固定，注水探针25的内径等于拉瓦尔管腔道段15出口端直径的1/5。

所述探针保护帽3的轴向长度为20mm～30mm，探针保护帽3的第四阶梯孔16的孔径为6mm～8mm。

所述拉瓦尔管腔道段15的喉部直径、扩张段管口直径及扩张段轴向长度之间的比值为1∶2∶4，且拉瓦尔管腔道段15的喉部直径为1mm～10mm，拉瓦尔管腔道段15的扩张段管口直径为2mm～20mm，拉瓦尔管腔道段15的扩张段轴向长度为4mm～40mm。

所述拉瓦尔管腔道段15的扩张段侧壁采用的凹曲线型为圆弧线，该圆弧线所在圆的标准方程为(x-A)²+(y-B)²＝R²，式中，x∈[0,d]，y∈[0,tanθ·d]，

其中，d为扩张段轴向长度，θ为扩张角，

为调节系数，且

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

首先，在水源与供水孔24之间依次连接供水管及水路转接头，同时在空气压缩泵与第三阶梯孔6(供气孔)之间依次连接供气管及气路转接头。

启动空气压缩泵，压缩空气依次通过供气管、气路转接头及第三阶梯孔6进入超音速气流发生管2的中心腔道13内，首先进入的是中心腔道13的直管腔道段14，然后进入的是拉瓦尔管腔道段15，压缩空气先经拉瓦尔管腔道段15的收敛段，再经过拉瓦尔管腔道段15的喉部进入扩张段，气流产生膨胀，气流流速将达到2倍马赫的超音速流动状态，并在扩张段与注水探针25外露端出水口附近形成稳定的带状分布的超音速流场，即在注水探针25外露端出水口附近形成低于一个标准大气压的负压区域。

由于注水探针25外露端出水口附近会形成负压区域，在负压作用下，水源中的水依次经供水管、水路转接头、供水孔24、第一环形水腔21、透水缝隙23、第二环形水腔22、注水探针25被吸入超音速流场内部，进而产生虹吸效果，因此，在需要水泵额外提供注水压力的条件下，就可以精确直达超音速流场的超高速区域内部，而到达超音速流场内部的水将被直接破碎成5微米以下的液滴，在低压低能耗状态下，有效提高了微米级雾滴的雾化效果，提高了雾滴的覆盖面积，充分利用了流动的气流能量，增加了雾滴的动能，可使雾场的穿透距离增加近一倍，对呼吸性粉尘的捕集效率也得到提高，同时产生的激波震动也有助于双流体喷嘴的防堵，对水质要求进一步降低，免除了水源的软化等处理过程。

本发明的虹吸式超音速双流体超细雾化喷嘴，首次将注水探针25以外露式结构进行设置，即气-水结合部位位于拉瓦尔管腔道的外部，而传统的设置方式均局限在拉瓦尔管腔道的内部，本发明中注水探针25的设置方式完全颠覆了传统设计，由于之前并没有相关经验可以借鉴，为了验证这种设计方案的可行性，只能通过大量的实验进行验证。

在正式确定注水探针25采用外露式结构前，分别进行了外露式、内部包含式、轴向探入注射式、套管注水等多种方案，最终通过大量实验和数值模拟，将确定了外露式结构设计方案。

由于注水探针25采用外露式结构设计方案，使得气-水结合部位位于拉瓦尔管腔道的外部，而传统的设计方案全部都将探针局限在拉瓦尔管腔道内部，由于本发明将气-水结合部限定在拉瓦尔管腔道的外部，有效防止了探针自身对拉瓦尔管腔道内部流场的影响，解决了雾场运行中的偏折问题，同时使喷嘴能够产生虹吸效果，进一步增加了雾化的细度。同时，探针的固定方式也进行了优化，传统喷嘴在加工制作时，探针极难固定，难以保持正确的安装角度，本发明的注水探针25的进水端采用圆锥口结构，有效解决了探针固定问题。另外，密封结构也进行了优化，密封圈的安装位置进行了优化调整，在压力增大后，可有效避免漏水和漏气的现象。再有，喷嘴的生产制造，能够在市场上较容易的找到标准配件，为喷嘴的批量加工生产和应用安装提供了极大的便捷。

对于拉瓦尔管腔道内部流场的气体速度、压力、密度等基本指标，其分布方式是沿轴向近似呈现带状分布的。从微观上看，这是由于高压缩的气流在通过拉瓦尔管腔道的喉部后，气流开始膨胀，气体分子之间的强排斥力使得分子间距增大，气体的压力能迅速转化为动能，然而气体分子在向着壁面方向膨胀时，会受到壁面的阻碍，这个方向的阻力近似无穷大，而朝向出口方向且相对于壁面的阻力则近似无穷小，因此，气体分子间距离的突变主要产生在喷管的轴向，从而使气体的各项指标呈现出带状的轴对称分布状态。从宏观上看，壁面附近的气流呈现出相对的高密度和高压力，而轴向附近则呈现出低密度和低压力，而在实际的实验现象中不难发现，水雾在壁面位置是集中的，同时会发生因速度差而产生的破碎，以及会发生因受到气体膨胀力和液滴间速度差产生的团聚，并在喷嘴出口的侧壁处产生大粒度的雾滴，这是通过K-H与stokes曳力方法无法捕捉的。再回到微观角度分析，液体的破碎需要液体分子克服比气体要大得多得范德华力，液柱的雾化过程是气体分子挤占液体分子团间隙的过程，而气体粒子的膨胀速度在侧壁处要远远小于轴心处，侧壁处的气体粒子所具有的动能不足以完成雾化过程，而液柱瞬间的破碎速率也会沿着轴向呈现出阶梯状态，并且是气体密度和气体压力的函数，越靠近壁面速率越低，低到来不及破碎就被气流吹出喷嘴，而轴心处则恰恰相反，破碎后的粒子具有极小的粒径和极高的速度。

通过对雾滴的模拟可知，气体粒子应在受到曳力之外还受到基于密度分布的气流膨胀力，即F_tot＝h_l+F_e+F_g，式中，F_tot为液滴总受力，h_l为来自注射的力(由气体粒子的初速度决定)，F_e为气体膨胀力(主要由气流的密度决定)，F_g为气体曳力(由气流场的速度决定)，当|F_e|<|F_g+h_l|且h_l＝1atm时，水流便可由虹吸作用进入拉瓦尔管腔道内部。因此，如果想通过减少射流的压力达到节能的目的，需要尽可能的避开膨胀力和高速的压力面，为此，注水探针25的安装位置和相关尺寸参数必须通过实验验证来确定。

首先对拉瓦尔管腔道的尺寸对空气的加速影响过程进行研究，具体通过数值模拟，得出的结论是：当拉瓦尔管腔道段15的喉部直径、扩张段管口直径及扩张段轴向长度之间的比值为1∶2∶4时，加速过程能够稳定运行，且不会有速度的突变。

接下来，对注水探针25的安装位置和相关尺寸参数进行验证和确定，在验证实验中，设定了若干组注水探针25与拉瓦尔管腔道段15中轴线的距离参数，最终得出的结论是：当注水探针25与拉瓦尔管腔道段15中轴线的距离为拉瓦尔管腔道段15出口端直径的1/4时，产生的雾化效果最佳。

在上述基础上，又对注水探针25的内径参数进行了验证和确定，在验证实验中，准备了从0.3mm至1.5mm不等内径的注水探针25数量若干，最终得出的结论是：注水探针25的内径范围为0.8mm～2mm，且注水探针25的内径等于拉瓦尔管腔道段15出口端直径的1/5时，产生的雾化效果最佳。

继续基于上述基础，又对注水探针25的针头端面的斜切面角度进行了验证和确定，在验证实验中，准备了从0°至90°不等角度的注水探针25数量若干，最终得出的结论是：在斜切面与注水探针25中轴线的夹角小于45°，且斜切面与拉瓦尔管腔道段15的中轴线相平行时，能够有效避开高速风流的迎风面，并满足|F_e|<|F_g+h_l|，使喷嘴能够在h_l＝3atm时产生虹吸效果，且气流压力越大，则虹吸效果越好，雾量越大，且h_l＝3atm～3.5atm时最为合适。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (6)

1.一种虹吸式超音速双流体超细雾化喷嘴，其特征在于：包括壳体、超音速气流发生管及探针保护帽；所述壳体采用圆柱筒形结构，壳体的中心孔采用三级阶梯孔，分别为第一阶梯孔、第二阶梯孔及第三阶梯孔，第一阶梯孔的孔径大于第二阶梯孔的孔径，第二阶梯孔的孔径大于第三阶梯孔的孔径；所述第三阶梯孔的孔口处内表面设有用于转接的内螺纹，且第三阶梯孔作为供气孔；所述超音速气流发生管的管体外表面采用六级阶梯圆柱台结构，分别为第一阶梯圆柱台、第二阶梯圆柱台、第三阶梯圆柱台、第四阶梯圆柱台、第五阶梯圆柱台及第六阶梯圆柱台；所述第一阶梯圆柱台的外径大于第二阶梯圆柱台的外径，第二阶梯圆柱台的外径等于第四阶梯圆柱台的外径，第三阶梯圆柱台的外径大于第一阶梯圆柱台的外径，第五阶梯圆柱台的外径小于第四阶梯圆柱台的外径，第六阶梯圆柱台的外径大于第五阶梯圆柱台的外径；所述超音速气流发生管的中心腔道分为直管腔道段和拉瓦尔管腔道段，且拉瓦尔管腔道段的扩张段侧壁采用凹曲线型，直管腔道段与第六阶梯圆柱台同侧，拉瓦尔管腔道段与第一阶梯圆柱台同侧；所述探针保护帽采用圆柱筒形结构，探针保护帽的中心孔采用两级阶梯孔，分别为第四阶梯孔和第五阶梯孔，第四阶梯孔的孔径小于第五阶梯孔的孔径；在所述第一阶梯孔孔口侧内表面设有内螺纹，在第五阶梯孔孔口侧外表面设有外螺纹，所述壳体与探针保护帽通过第一阶梯孔和第五阶梯孔孔口侧的内外螺纹进行螺纹配合连接，在壳体与探针保护帽之间安装有第一密封圈；所述超音速气流发生管的第六阶梯圆柱台插接在壳体的第二阶梯孔内，在壳体与超音速气流发生管之间安装有第二密封圈；在所述第三阶梯圆柱台的外柱面设有外螺纹，在第五阶梯孔孔口侧内表面设有内螺纹，所述超音速气流发生管的第三阶梯圆柱台与探针保护帽的第五阶梯孔之间进行螺纹配合连接；所述超音速气流发生管的第一阶梯圆柱台轴向端面顶靠在探针保护帽中心孔的阶梯面上，在第一阶梯圆柱台轴向端面与探针保护帽中心孔阶梯面之间安装有第三密封圈；所述壳体与超音速气流发生管之间构成的环形空间设为第一环形水腔，探针保护帽与超音速气流发生管之间构成的环形空间设为第二环形水腔，在超音速气流发生管的第三阶梯圆柱台与探针保护帽的第五阶梯孔的螺纹配合面之前均布设有若干透水缝隙，第一环形水腔通过透水缝隙与第二环形水腔连通；在所述第一环形水腔对应的壳体上开设有供水孔，在供水孔的孔口处内表面设有用于转接的内螺纹；所述第二环形水腔通过注水探针与腔外连通，注水探针外露端出水口位于拉瓦尔管腔道段气流流动方向的正前方，且位于探针保护帽的第四阶梯孔内；所述注水探针的数量为2～4根，若干注水探针沿周向均布设置，注水探针与拉瓦尔管腔道段的中轴线具有夹角，夹角范围为30°～60°，且注水探针的出水方向朝向气流流动方向的正向。

2.根据权利要求1所述的一种虹吸式超音速双流体超细雾化喷嘴，其特征在于：所述注水探针的针头端面为斜切面，斜切面与注水探针中轴线的夹角小于45°，且斜切面与拉瓦尔管腔道段的中轴线相平行，斜切面与拉瓦尔管腔道段的中轴线的距离等于拉瓦尔管腔道段出口端直径的1/4。

3.根据权利要求1所述的一种虹吸式超音速双流体超细雾化喷嘴，其特征在于：所述注水探针的内径范围为0.8mm～2mm，注水探针25的壁厚为0.1mm～0.15mm，注水探针的进水端采用圆锥口结构，注水探针通过圆锥口结构与超音速气流发生管的探针穿孔内端孔口进行嵌装固定，注水探针的内径等于拉瓦尔管腔道段出口端直径的1/5。

4.根据权利要求1所述的一种虹吸式超音速双流体超细雾化喷嘴，其特征在于：所述探针保护帽的轴向长度为20mm～30mm，探针保护帽的第四阶梯孔的孔径为6mm～8mm。

5.根据权利要求1所述的一种虹吸式超音速双流体超细雾化喷嘴，其特征在于：所述拉瓦尔管腔道段的喉部直径、扩张段管口直径及扩张段轴向长度之间的比值为1:2:4，且拉瓦尔管腔道段的喉部直径为1mm～10mm，拉瓦尔管腔道段的扩张段管口直径为2mm～20mm，拉瓦尔管腔道段的扩张段轴向长度为4mm～40mm。

6.根据权利要求1所述的一种虹吸式超音速双流体超细雾化喷嘴，其特征在于：所述拉瓦尔管腔道段的扩张段侧壁采用的凹曲线型为圆弧线，该圆弧线所在圆的标准方程为(x-A)²+(y-B)²＝R²，式中，x∈[0,d]，y∈[0,tanθ·d]，

其中，d为扩张段轴向长度，θ为扩张角，

为调节系数，且

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