A tecnologia de nebulização do bocal tem uma ampla área de aplicação, principalmente para a nebulização de combustível líquido, a partir de seu mecanismo de nebulização, método de nebulização, tecnologia de teste de nebulização líquida e tecnologia de simulação numérica de nebulização de combustível, respectivamente, a tecnologia de nebulização é brevemente descrita.
A tecnologia de nebulização já abrange quase todas as áreas industriais, como o transporte, a produção agrícola e a vida cotidiana das pessoas, além da queima de vários combustíveis (gás, líquido e combustível sólido), a tecnologia de nebulização também tem amplas aplicações em indústrias não combustíveis, como granulação catalítica, processamento de alimentos, revestimento em pó, pulverização de pesticidas, etc.
Teoria do mecanismo de nebulização de líquidos
A chamada nebulização de líquido refere-se ao processo físico de transformação do líquido em névoa líquida ou outras gotas de névoa no ambiente de gás sob a ação de energia adicional. Para seu mecanismo de nebulização, já houve várias explicações, como a interferência aerodinâmica, a oscilação de pressão, a turbulência, a perturbação do ar, a mutação das condições de fronteira, etc.
A interferência aerodinâmica foi sugerida por Castlemanzui, que acredita que devido à interferência pneumática entre o jato e os gases circundantes, a superfície do jato produz flutuações instáveis. À medida que a velocidade aumenta, o comprimento da superfície das ondas instáveis se torna cada vez mais curto, até que o jato se espalhe em névoa em milhares de mícrons (m).
A oscilação de pressão diz que a oscilação de pressão é observada que a oscilação de pressão do sistema de abastecimento de líquidos tem um certo efeito no processo de pulverização. Assim, de acordo com a prevalência da oscilação de pressão no sistema de injeção geral, é considerado que desempenha um papel importante na nebulização.
A agitação turbulenta acredita que o processo de nebulização de jato ocorre dentro do bocal, e a turbulência do próprio fluido pode desempenhar um papel importante. Também se acredita que a velocidade de divisão radial do fluido dentro do bico que se move como um fluxo turbulento causará perturbações imediatas na saída do bico, resultando em nebulização.
A perturbação do ar diz que a perturbação do ar tem uma atitude oposta à perturbação da turbulência, acreditando que a perturbação da pressão de grande amplitude gerada pelo fenômeno da corrosão do sistema de injeção de óleo é a causa da nebulização.
A mutação das condições de fronteira diz que a mutação das condições de fronteira diz que as condições de fronteira do líquido (tensão interna) ocorrem na saída do bocal; Ou o jato de fluxo estratificado perde a restrição da parede do bocal, fazendo com que a distribuição de velocidade dentro da seção mude repentinamente e produza nebulização.
As cinco hipóteses do mecanismo do boço acima têm deficiências e até mesmo contradições. A maioria dos estudiosos, como BraccoFV e outros, apoiam a afirmação de interferência aerodinâmica. Este tipo de hipótese é desenvolvido mais adequadamente e explica melhor a razão da ruptura da divisão do jato de baixa velocidade, raciocinando que o jato de alta velocidade pode ser a causa básica da nebulização. Atualmente, a pesquisa nacional e estrangeira sobre o mecanismo de pulverização de injeção de combustível é realizada principalmente em dois aspectos: primeiro, usar a tecnologia de cálculo numérico para estabelecer vários modelos hipotéticos para a pesquisa de simulação numérica; Por outro lado, a tecnologia avançada de teste fotoelétrico é usada para capturar detalhes do processo de pulverização para apoiar uma hipótese ou síntese.
Processo e métodos de pulverização
Por meio da nebulização, o combustível líquido forma uma névoa líquida de partículas pequenas e de tamanho uniforme para aumentar a área de contato entre o combustível líquido e o ar auxiliar à combustão, promovendo a evaporação, permitindo que o combustível seja queimado com eficiência suficiente. E quanto mais fina a vaporização queima, mais adequada é. Normalmente, o processo de pulverização de injeção de névoa líquida é dividido em três fases: uma é a fase de fluxo do líquido dentro do bocal; Segundo, a fase de separação da coluna líquida em gotas de névoa após a pulverização do líquido; Terceiro, a gota de névoa é mais uma fase de quebra no gás. A segunda fase é a principal e pode ser explicada por interferência aerodinâmica.
Os métodos de pulverização líquida também são diversos e representativos, principalmente a pulverização mecânica, a pulverização de meios e a pulverização de bocas especiais.
1. atomização mecânica
A nebulização mecânica é principalmente produzida pelo jato de alta velocidade do combustível sob o efeito da diferença de pressão para que o combustível seja nebulizado, e pode ser dividido em nebulização direta, centrífuga e rotativa.
A nebulização direta e a nebulização centrífuga podem ser coletivamente chamadas de nebulização por pressão. Como o tipo de injeção direta depende principalmente da injeção de combustível para alcançar o propósito da nebulização, a pressão do óleo é relativamente alta, e quanto maior o diâmetro do orifício é maior, o diâmetro do orifício não pode ser muito grande e a faixa de regulação do fluxo é relativamente pequena. A nebulização centrífuga é a utilização da força centrífuga gerada pelo dispositivo de circulação de líquidos de alta pressão para produzir uma película líquida, quebrada e nebulizada pelo ar. A nebulização centrífuga é melhor do que a nebulização direta, mas também requer uma pressão de fornecimento de óleo maior, portanto, nenhuma delas é adequada para a nebulização de combustível altamente viscoso.
A nebulização rotativa é geralmente dividida em dois tipos de corpo rotativo e tipo de orifício rotativo, enquanto a forma de corpo rotativo é dividida em tipo de copa rotativa e tipo de disco rotativo 8. A vaporização do copo giratório é a injeção de combustível na extremidade frontal do copo giratório conico. O combustível é expandido em uma película fina por meio do copo giratório de alta velocidade, que é vaporizado por uma combinação de "pulverização centrífuga" e "pulverização de velocidade". No país é usado principalmente em fornos industriais e caldeiras. Da mesma forma, a pulverização de disco rotativo é baseada em discos de alta velocidade para pulverizar combustível, que atualmente é aplicado principalmente na área de secagem por pulverização. O disco de descarga de óleo centrífugo usado no queimador de flexão de pequenas turbinas a gás é a típica atomização de nozzles rotativas, sua massa de atomização é principalmente o grande efeito de força centrífuga gerado pela rotação de alta velocidade no combustível com pressão equivalente, tornando a velocidade radial do combustível lançado especialmente alta.
2. Polverização de mídia
A nebulização de mídia pode ser dividida em nebulização de vapor, nebulização de ar, de acordo com o modo de nebulização diferente, e é dividida em nebulização pneumática e nebulização de bolhas.
A nebulização pneumática depende de um gás com uma certa pressão (ar comprimido ou vapor) para formar um fluxo de ar de alta velocidade, permitindo a formação de altas velocidades relativas entre o gás e o combustível para alcançar o objetivo da nebulização. Sua vantagem é que um bom efeito de nebulização pode ser obtido sob uma pressão de abastecimento de óleo mais baixa, uma qualidade de nebulização mais alta ainda pode ser obtida quando o combustível de alta viscosidade é usado e as condições de trabalho podem ser ajustadas em uma gama maior.
A nebulização de bolhas é um novo tipo de nebulização pneumática proposto no início da década de 1980 por A.H. Lefebvre9, que é a injeção de ar comprimido no líquido de alguma forma apropriada e faz com que ambos formem um fluxo estável de duas fases em forma de bolha dentro da câmara de mistura do bocal, a uma distância extremamente curta da saída do bocal devido a mudanças dramáticas na diferença de pressão dentro e fora da bolha, levando-a a se expandir bruscamente até quebrar, o que faz com que a membrana líquida envolvida ao seu redor se quebre ainda mais em partículas de neblina líquida mais finas. Devido ao baixo consumo de gás da nebulização de bolhas, a alta qualidade da nebulização e o efeito da nebulização não são afetados pelo diâmetro da exportação, é mais adequado para a nebulização de combustíveis líquidos de alta viscosidade como óleo pesado e escoria.
3. Especial nozzle pulverização
Bocos especiais geralmente usam ultra-som, campo eletromagnético, efeito eletrostático e outros princípios para a pulverização.
A nebulização por ultra-som também é conhecida como nebulização oscilante por ultra-som, seu mecanismo de nebulização é mais complexo, as pessoas interessadas acreditam que o princípio da nebulização por ultra-som é: o fluxo de ar ultra-sônico entra na câmara resonante para gerar ondas de pressão de alta frequência, a onda passa para a superfície do líquido causando a vibração para gerar ultra-som, o pico causado pela amplitude de vibração separa e quebra as gotas da superfície, com o aumento da frequência de ultra-som gotas de nebulização cada vez mais finas, geralmente sob o efeito da frequência de vibração de ultra-som podem obter gotas de nebulização de combustível de vários micrômetros Como as propriedades de nebulização de ultra-som são geralmente melhores do que outros métodos de nebulização, suas gotas de nebulização são menores (abaixo de 100 m), a uniformidade das gotas de nebulização também é melhor, o índice de distribuição uniforme de tamanho é de 2, então é fácil alcançar a queima de baixo oxigênio, reduzindo assim as emissões de poluentes de nitrogênio e oxigênio no gás de fumaça.
A atomização eletrostática é usada principalmente na atomização de revestimentos. Na pulverização eletrostática, devido ao efeito do campo elétrico estático de alta tensão, as gotas de revestimento são divididas em pequenas partículas, fazendo com que a pintura seja pulverizada. A atomização eletrostática é sempre usada em equipamentos de atomização de revestimento em combinação com outros métodos de atomização.
No teste de nebulização de líquidos, para o teste de grupos de gotas de névoa no campo de fluxo, não apenas a distribuição dimensional, mas também a distribuição espacial, velocidade, etc. Portanto, é aconselhável aplicar métodos de não interferência no campo de fluxo e no campo de pulverização para medir diretamente as características do grupo de gotas de névoa no movimento. No método de medição de objetos sem interferência, o uso generalizado do zui é o método óptico. Com o rápido desenvolvimento e a ampla aplicação da tecnologia de laser, microeletrônica e computador, as pessoas desenvolveram muitas novas tecnologias de teste óptico, como a tecnologia de nebulização holográfica a laser, a tecnologia de nebulização de dispersão a laser, a tecnologia de nebulização de Doppler de fase a laser e outros métodos de medição sem contato, etc., têm as vantagens de não interferir com o campo de fluxo, a alta resolução temporal e espacial, alcançando a medição de pulverização tridimensional e em tempo real, fornecendo um poderoso meio de teste para o foco de pesquisa aprofundada.