CN1986077A - 超音速二相流喷雾装置 - Google Patents

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CN1986077A CN 200610097404 CN200610097404A CN1986077A CN 1986077 A CN1986077 A CN 1986077A CN 200610097404 CN200610097404 CN 200610097404 CN 200610097404 A CN200610097404 A CN 200610097404A CN 1986077 A CN1986077 A CN 1986077A
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张永康
朱广
朱玉平
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张永康
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Abstract

本发明针对现有二相流喷雾技术的喷洒面积小、射程短、雾滴颗粒及喷洒不均匀、效率低的问题,公开了一种超音速二相流喷雾装置,包括由高压蒸汽进口(1)、先渐缩管(2)、后渐扩管(6)、混合室(8)及混合气体出口(9)组成的超音速喷嘴系统,和由混合液/水进口(4)、微细喷水孔组(7)、微细间隙环(7a)组成的供水系统。所述先渐缩管(2)与后渐扩管(6)由拉伐尔管(11)内部的空腔组合形成;具有结构简单,体积小,重量轻,制造、维护方便和运行成本低;雾滴颗粒均匀、雾化效率高;喷洒面积大、射程远;适用范围广的优点。

Description

超音速二相流喷雾装置
技术领域
本发明涉及一种物理混合喷雾装置,尤其是一种热能和动能转换、汽液二相流混合及泵输的超音速汽-液二相混合喷雾装置,具体地说是一种超音速二相流喷雾装置。
背景技术
现有农植物及消防灭火喷雾装置都采用高压气体驱动的二相流喷雾技术,其主要缺点在于喷洒面积小、射程短、雾滴颗粒及喷洒不均匀。同时高压气体仅起驱动载体作用,不能最终有效地参与液体介质的工作,导致低效率。高压气体的产生需要大功率压缩机,过高的气体压力需要高强度的容器设备,增加制造、维护、运行成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种无活动部件的高效节能超音速二相流喷雾装置。可广泛地应用于农植物的喷雾施肥、杀虫;也可用于食品、医药加工中的室内消毒;还可用于特殊行业如造纸、电子及库房的消防灭火和室内自控消防灭火系统。
本发明的技术方案是:
一种超音速二相流喷雾装置,其特征是包括由高压蒸汽进口、先渐缩管、后渐扩管、混合室及混合气体出口组成的超音速喷嘴系统,和由混合液/水进口、微细喷水孔组与微细间隙环组成的供水系统。
先渐缩后渐扩超音速喷嘴由拉伐尔管内部的空腔组合形成,其喷气量和速度可通过调节进口蒸汽压力来实现。
径相微细喷水孔组呈与拉伐尔管相垂直或相切的环形分布,其供水量可通过调节供水压力(4~8大气压)而改变;微细间隙环亦呈与拉伐尔管轴相切的环形分布,其由拉伐尔管和水套件配合形成,其供水量可通过调节供水压力或微细间隙环的大小而改变,微细间隙环的大小可通过调节拉伐尔管与水套件相对位置而改变。供水系统,可有多组供液/粉系统分别独立加料。
通过调节蒸汽量、喷气速度和供水量来实现不同的气/水比、射程要求、喷洒面积、雾滴颗粒大小等,从而满足在给定设备技术条件下不同要求,实现一机多用。
本发明具有以下优点:
一、结构简单,体积小,重量轻,制造、维护方便和运行成本低;
二、雾滴颗粒均匀,雾化效率高,90%体积百分比的颗粒直径小于7.5um(Dv90≤7.5um);
三、喷洒面积大、射程远,可调性强,应用范围广。由于采用多项调节措施,可满足不同要求;
四、本装置具有很强的混合、乳化、雾化能力,非常适宜难溶性的物质如粉状和油性液体的喷雾;
五、本装置无活动部件,清洗方便,无设备污染。
附图说明
图1是本发明的结构示意图之一。
图2是本发明的结构示意图之二。
具体实施方式
下面结构附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1~2所示。
一种超音速二相流喷雾装置由超音速喷嘴供气系统和由微细喷水孔组与微细间隙环组成的供水系统两部分组成。其中喷供水系统包括进水口(1)及微细喷水孔组(7)与微细间隙环(7a),微细间隙环(7a)由拉伐尔管(11)和水套件(10)配合形成(图2所示);超音速喷嘴供气系统由高压蒸汽进口(1)、先渐缩管(2)、喉部(3)、后渐扩管(6)、混合室(8)及混合气体出口(9)组成(图1~2所示)。
高压蒸汽由蒸汽进口(1)进入,经先渐缩管(2)后,高压蒸汽被加速,当到达喉部(3)时,速度达到音速(M=1),再由后渐扩管(6)进一步扩张加速成超音速,在进入混合室(8)时,速度达到1000m/s,并产生一个低温(<45℃)低压(<0.7bar)区,此时蒸汽潜能大部分转换成超音速气流的动能。
由微细喷水孔组(7)与微细间隙环(7a)自然吸入或高压喷射进混合室(8)的流体因压差而断裂成大颗粒滴液;大颗粒滴液因内外压差进一步分裂成小颗粒滴液,并与超音速气流进一步撞击、弥散混合及能量交换,形成细小的高速雾滴,最终高压蒸汽冷凝成的雾滴与分裂成的雾滴一起形成雾气从出口(9)高速喷出,并在下游进一步分裂,达到90%体积百分比的颗粒直径小于7.5um。对于难溶性的物质如粉状和油性液体,可在混合室(8)上另设加料口,使其能与高压蒸汽、水均匀混合、乳化、雾化喷雾。
进口蒸汽压力大小决定超音速蒸汽湍流的强度和蒸汽流量,进水压力及间隙环大小决定溶液流量,达到不同汽液比及混合、雾化、喷雾效果。

Claims (2)

1、超音速二相流喷雾装置,其特征是包括由高压蒸汽进口(1)、先渐缩管(2)、后渐扩管(6)、混合室(8)及混合气体出口(9)组成的超音速喷嘴系统,由混合液/水进口(4)、微细喷水孔组(7)、微细间隙环(7a)组成的供水系统;所述先渐缩管(2)与后渐扩管(6)由拉伐尔管(11)内部的空腔组合形成,呈直线或流线型;所述微细喷水孔组(7)呈与拉伐尔管(11)相垂直或相切的环形分布;所述微细间隙环(7a)亦呈与拉伐尔管(11)轴相切的环形分布,其由拉伐尔管(11)和水套件(10)配合形成。
2、根据权利要求1所述的超音速二相流喷雾装置,其特征是所述供水系统为多组分别独立加料的供液/粉系统。
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