Войти
A Распылительная форсунка - это прецизионное устройство, которое облегчает распыление жидкости в спрей. Сопла используются для трех целей: для распределения жидкости по площади, для увеличения площади поверхности жидкости и для создания силы удара на твердую поверхность. Широкий спектр применений распылительных форсунок использует ряд характеристик распыления для описания распыления.
Распылительные форсунки можно разделить на категории в зависимости от энергии, используемой для создания распыление, разбиение жидкости на капли. Форсунки могут иметь одно или несколько выпускных отверстий; сопло с несколькими выходами известно как составное сопло. Распылительные форсунки варьируются от тяжелых промышленных применений до легких аэрозольных баллончиков или аэрозольных баллончиков.
Одножидкостная или гидравлическая форсунка использует кинетическую энергию жидкости, чтобы разбить ее на капли. Этот наиболее широко используемый тип распылительных форсунок более энергоэффективен при создании площади поверхности, чем большинство других типов. По мере увеличения давления жидкости поток через сопло увеличивается, а размер капли уменьшается. В зависимости от желаемых характеристик распыления используются многие конфигурации одиночных форсунок для жидкости.
Простейшее сопло для одной жидкости представляет собой сопло с плоским отверстием, как показано на схеме. Эта форсунка часто почти не производит распыления, но направляет поток жидкости. Если падение давления велико, не менее 25 бар (2500 кПа), материал часто тонко распыляется, как в дизельном инжекторе. При более низком давлении этот тип форсунки часто используется для очистки резервуаров, либо как форсунка для смешанного распыления с фиксированным положением, либо как вращающаяся форсунка.
Распылительная форсунка с гладким отверстием
Форсунка имеет впускной канал полусферической формы и выпускной канал с V-образным вырезом, чтобы поток распределялся по оси V-образного паза. Результат распыления плоским веером, который полезен для многих применений распылением, таких как окраска распылением.
Распылительная форсунка с плоским веерообразным распылением
Распылительная форсунка с поверхностным ударным воздействием заставляет поток жидкости сталкиваться с поверхностью, в результате чего слой жидкости распадается на капли. Эта плоская веерная форсунка используется во многих областях, от внесения сельскохозяйственных гербицидов и пропашных культур до окраски.
Поверхность соударения может быть сформирована в виде спирали, чтобы получить лист спиральной формы, приближающийся к форме распыления с полным конусом или по форме распыления с полым конусом.
Спиральная конструкция обычно дает капли меньшего размера чем конструкция сопла вихревого типа для данного давления и расхода. Эта конструкция устойчива к засорению благодаря большому свободному проходу.
Общие области применения включают в себя очистку газов (например, десульфуризацию дымовых газов, где более мелкие капли часто обеспечивают превосходные характеристики) и пожаротушение (где сочетание плотностей капель позволяет проникать распылению за счет сильного термического воздействия. токи).
Распылительная форсунка с поверхностным ударным воздействием
Спиральная распылительная форсунка
Распылительные форсунки под давлением - это высокопроизводительные (малый размер капли) устройства с показанной конфигурацией. Неподвижный сердечник вызывает вращательное движение жидкости, которое вызывает завихрение жидкости в вихревой камере. Пленка выходит по периметру выпускного отверстия, создавая характерный рисунок струи в виде полого конуса. Воздух или другой окружающий газ втягивается внутрь вихревой камеры, чтобы сформировать воздушный сердечник внутри вихревой жидкости. В зависимости от емкости сопла и материалов конструкции для создания этого рисунка полого конуса используются многие конфигурации впускных отверстий для жидкости. Использование этой форсунки включает испарительное охлаждение и распылительную сушку.
Вихревое распылительное сопло под давлением
Обратное сопло
Одна из конфигураций твердого конического распылителя показана на схематической диаграмме. Однако закрученное движение жидкости индуцируется лопастной структурой; нагнетаемый поток заполняет все выходное отверстие. При той же производительности и перепаде давления форсунка с полным конусом будет давать капли большего размера, чем форсунка с полым конусом. Покрытие является желаемой характеристикой такого сопла, которое часто используется для распределения жидкости по площади.
Составное сопло представляет собой тип сопла, в котором несколько отдельных одиночных или двух жидкостных сопел объединены в один корпус сопла, как показано ниже. Это позволяет контролировать размер капли и угол покрытия распыления.
Форсунка с вихревым распылением под давлением с широким профилем
Двухжидкостная форсунка распыляется, вызывая взаимодействие газа и жидкости с высокой скоростью. В качестве распыляющего газа чаще всего используется сжатый воздух, но иногда используется пар или другие газы. Множество различных конструкций двухжидкостных форсунок можно сгруппировать во внутреннюю смесь или внешнюю смесь в зависимости от точки смешивания потоков газа и жидкости относительно поверхности сопла.
Сопла внутреннего смешения контактируют с жидкостями внутри сопла; одна конфигурация показана на рисунке выше. При сдвиге между газом с высокой скоростью и жидкостью с низкой скоростью поток жидкости распадается на капли, образуя струю с высокой скоростью. Этот тип форсунки обычно использует меньше распыляющего газа, чем распылитель внешнего смешивания, и лучше подходит для потоков с более высокой вязкостью. Многие составные форсунки для внутреннего смешения используются в коммерческих целях; например, для распыления мазута.
Форсунки внешнего смешивания контактируют с жидкостями вне форсунки, как показано на схематической диаграмме. Для этого типа распылительной форсунки может потребоваться больше распыляющего воздуха и более высокий перепад давления распыляющего воздуха, поскольку смешивание и распыление жидкости происходит вне форсунки. Перепад давления жидкости ниже для этого типа сопла, иногда жидкость втягивается в сопло из-за всасывания, создаваемого соплами распыляющего воздуха (сифонное сопло). Если распыляемая жидкость содержит твердые частицы, может оказаться предпочтительным внешний смесительный распылитель. Этот распылитель может иметь форму, позволяющую создавать различные формы распыления. Формируется плоский рисунок с дополнительными отверстиями для воздуха, чтобы сгладить или изменить форму круглого распылителя поперечного сечения.
Во многих приложениях используются двухжидкостные форсунки для достижения контролируемого небольшого размера капель во всем рабочем диапазоне. Каждое сопло имеет кривую производительности, а скорость потока жидкости и газа определяет размер капли. Чрезмерный размер капли может привести к катастрофическому отказу оборудования или может отрицательно повлиять на процесс или продукт. Например, в башне кондиционирования газа на цементном заводе часто используется испарительное охлаждение, вызываемое водой, распыляемой двухжидкостными форсунками в запыленный газ. Если капли не испаряются полностью и не ударяются о стенки резервуара, будет накапливаться пыль, что может привести к ограничению потока в выпускном канале и нарушению работы установки.
Двухжидкостная форсунка внутреннего смешивания
Двухжидкостная форсунка внешнего смешивания
TwinFluid форсунка
Ротационные распылители используют высокоскоростной вращающийся диск, чашку или колесо для выпуска жидкость с большой скоростью движется по периметру, образуя полый конус распыления. Скорость вращения контролирует размер капли. Распылительная сушка и окраска распылением - наиболее важные и распространенные применения этой технологии.
Этот тип распылительной насадки использует высокочастотную (20–180 кГц) вибрацию для получения узкого распределения капель по размеру и распыления жидкости с низкой скоростью. Вибрация пьезоэлектрического кристалла вызывает капиллярные волны на поверхности жидкой пленки сопла. Ультразвуковое сопло может быть ключом к высокой эффективности переноса и стабильности процесса, поскольку они очень трудно засоряются. Они особенно полезны в покрытиях медицинских устройств из-за их надежности.
Ультразвуковая распылительная насадка Электростатическая зарядка распылителей очень полезна для высокой эффективности переноса. Примерами являются промышленное распыление покрытий (краски) и нанесение смазочных масел. Зарядка осуществляется при высоком напряжении (20–40 кВ), но при слабом токе.
Практически все данные о размере капель, предоставленные производителями форсунок, основаны на разбрызгивании воды в лабораторных условиях при 70 ° F (21 ° C). Следует понимать и учитывать влияние свойств жидкости при выборе сопла для процесса, чувствительного к размеру капель.
Изменения температуры жидкости не влияют напрямую на характеристики форсунки, но могут влиять на вязкость, поверхностное натяжение и удельный вес, которые затем могут влиять на характеристики распылительной форсунки.
Удельный вес - это отношение массы данного объема жидкости к массе того же объема воды. При распылении основное влияние удельного веса Sg жидкости, отличной от воды, сказывается на производительности распылительного сопла. Все данные о производительности форсунок, предоставленные поставщиками, основаны на разбрызгивании воды. Для определения объемного расхода Q жидкости, отличной от воды, следует использовать следующее уравнение.
Динамическая вязкость определяется как свойство жидкости, которая сопротивляется изменению формы или расположения ее элементов во время потока. Вязкость жидкости в первую очередь влияет на формирование рисунка распыления и размер капель. Жидкости с высокой вязкостью требуют более высокого минимального давления для начала формирования структуры распыления и получения более узких углов распыления по сравнению с водой.
Поверхностное натяжение жидкости имеет тенденцию принимать наименьший возможный размер, действуя как мембрана под натяжением. Любая часть поверхности жидкости оказывает напряжение на соседние части или на другие объекты, с которыми она контактирует. Эта сила находится в плоскости поверхности, и ее величина на единицу длины представляет собой поверхностное натяжение. Значение для воды составляет около 0,073 Н / м при 21 ° C. Основное влияние поверхностного натяжения на минимальное рабочее давление, угол распыления и размер капли. Поверхностное натяжение более заметно при низких рабочих давлениях. Более высокое поверхностное натяжение уменьшает угол распыления, особенно на форсунках с полым конусом. Низкое поверхностное натяжение позволяет форсункам работать при более низком давлении.
На износ форсунки указывает увеличение производительности форсунки и изменение формы распыления, при котором распределение (однородность формы распыления) ухудшается и увеличивается размер капель. Выбор износостойкого материала конструкции увеличивает срок службы сопла. Поскольку для измерения потоков используется много одиночных форсунок, изношенные форсунки приводят к чрезмерному использованию жидкости.
Материал конструкции выбирается на основе свойств жидкости, которая должна быть распылена, и окружающей среды, окружающей сопло. Распылительные форсунки чаще всего изготавливаются из металлов, таких как латунь, нержавеющая сталь и никелевые сплавы, но пластмассы, такие как PTFE и ПВХ и керамика (оксид алюминия и карбид кремния ) также используются. Необходимо учитывать несколько факторов, включая эрозионный износ, химическое воздействие и воздействие высокой температуры.
Автомобильное покрытие: автомобильное покрытие требует, чтобы капли размером 10-100 микрон были равномерно нанесены на основу. Применение технологии распыления более явно проявляется в процессе нанесения базовых и прозрачных покрытий, которые являются последними стадиями нанесения покрытий на автомобили. Среди прочего широко используются поворотные колпачки, установленные на роботах и распылителях высокого давления (большой объем, низкое давление) [1]
Распылительная сушка
