干雾抑尘喷嘴雾化粒径与气压关系实验_杨刚

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1、126液压与气动2012年第9期殾櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐殾櫐櫐干雾抑尘喷嘴雾化粒径与气压关系实验櫐櫐殾櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐殾杨刚，唐亚鸣，赵磊RelationshipbetweenDropletSizeandSprayPressureofDryFogNozzleforDustSuppressionYANGGang，TANGYa-ming，

2、ZHAOLei(河海大学机电工程学院，江苏常州213022)摘要:粒径在10μm以下的可吸入粉尘是喷雾降尘中的难题，需要10μm以下的水雾颗粒来迫其沉降。在喷雾除尘中引入了液气两相喷嘴，在对其结构参数分析后，以空气、水为工质，使用Malvern粒度仪进行雾化粒径大小与气压关系的实验，实验结果表明:在一定范围内干雾抑尘喷嘴的雾化粒径与气压成反比;在气压达到一定值时喷嘴的雾化粒径可达10μm以下。关键词:干雾抑尘;喷嘴;雾化粒径;气压中图分类号:TH137;TH138文献标志码:B文章编号:1000-4858(2012)09-0126-0

3、3引言由于喷嘴雾化性能的限制，存在耗水量大、除尘效率低工矿企业中，对粉尘的治理一直是一大难题。据等不可避免的缺点。因此，需要优化喷嘴的结构以追卫生部统计2009年我国尘肺病患者超过45万，还有求喷嘴高质量的雾化性能和喷雾品质。研究气压与雾60万未经确诊可疑患者，尘肺病已成为职业病首位，化粒径的关系对设计干雾抑尘喷嘴的结构具有理论和占总职业病的80%。空气中的粉尘，颗粒大小不同、实际意义。分布状态不同。抑尘治理的主要对象是150μm以下1喷嘴结构设计的粉尘颗粒，尤其是粒径小于10μm的可吸入粉尘颗1．1雾化机理粒。虽然其在物料总重量中所

4、占比例不到1%，但其为检验气压对雾化粒径的影响，此结构的雾化原长期悬浮于空气中，难以沉降，有时甚至会飘行百公理如图1所示，实验设计的喷嘴结构如图2所示。里，对人体的危害特别大，是造成尘肺病和大气污染的主要根源，严重威胁着人类的健康和生命。［1－2］据云物理学核凝聚理论，由于水滴的表面张力，极细小的粉尘只有当水滴很小或加入化学制剂(如表面活性剂)才会聚结成团。如果水雾颗粒直径远大于粉尘颗粒，那么粉尘仅仅跟随水雾颗粒周围的气流运动，水雾颗粒与粉尘颗粒接触很少或者根本没有接触，而达不到抑尘作用;如果水雾颗粒和粉尘颗粒图1雾化机理图大小接近，

5、粉尘颗粒随气流运动时与水雾颗粒碰撞、接触而粘结在一起。水雾颗粒越小，聚结的可能性越大，随着聚结的粉尘团变大加重，从而很容易降落。水雾收稿日期:2012-02-28对粉尘的“降尘”作用就这样形成了。所以如何使水基金项目:中央高校基本科研业务费资助项目(2009B29914)雾粒径达到10μm以下是治理10μm以下粉尘的关作者简介:杨刚(1988—)，男，安徽马鞍山人，在读硕士研究生，主要从事机电一体化、流体机械方向的学习研究工作。键性问题。传统的湿式除尘，常用的是压力式喷嘴，但2012年第9期液压与气动127

6、2(ρui)(ρuiuj)ρui动量方程:+=－+u+Sitxjxixixj)2(ρT)(ρTujk能量守恒方程:+=2(T)+STtxjxjcp组分质量守恒方程:(ρml)(ρujml)mlt+x=x(Γl)+Sl图2喷雾示意图jjxj2实验其雾化机理是:喷雾时，气体由气体入口进入气体2．1实验系统腔，由液体入口进入液体腔，在混合腔内，气液混合，液实验系统如图3所示。体被部分破碎。当气液两相流从环形喷嘴口喷出时，2．2

7、测量技术由于气体速度很高(一般为200～340m/s)，而液体的本实验利用马尔文Malvern激光粒度分析仪对粒流速不大，因此两流体间有着相当大的相对速度，产生［1］子尺寸的进行测量，其原理是根据光的散射原理测很大的摩擦力，气流对液体产生强烈的撕裂与剪切作量粉颗粒大小的，如图4。光在行进中遇到微小颗粒用，液料从而被一次雾化。喷出后，混合的两相流体冲时，会发生散射。大颗粒的散射角较小，小颗粒的散射击到扩散头，提高气流速度从而增强雾化效果，形成二角较大。衍射光通过傅里叶透镜被探测器接收，接收次撞击雾化。器将光敏环的电信号输出给多元A/D转

8、换器，再将数节流口质量流量公式字信号送给计算机计算出粒子的尺寸分布和平均直2ΔpQ=CλA(1)径，并实时显示出曲线图。本实施中粒度仪的测量范槡ρ围1～1000μm。π2又A=d(2)4本文采用的雾滴尺寸定义有如下两种: