细水雾喷头的应用非常广泛,在各种降尘、加湿降温、消防领域中都发挥了重要的作用,目前常见的细水雾喷头分类有压力细水雾喷头、旋转式细水雾喷头、介质雾化式喷嘴。超声波雾化和静电细水雾喷头等,具体雾化原理如下:
(1)细水雾喷头分类之压力细水雾喷头
当高压液体从喷嘴高速射入空气中,由于喷嘴结构的差异,相应的雾化过程也不一样,从图1.2可以看到,直射细水雾喷头主要是依靠高压液体从喷嘴射出后,液体处于高雷诺数的紊流状态,可以直接从连续相破碎为液滴,这个过程称之为初次破碎。若液体速度足够大,还可以继续发生后续的二次破碎现象,雾化效果更为明显.一般可以使用的大小来判断液流的紊流度和雾化程度.式中,do为喷嘴孔径(mm),VL、pL、μ分别为液体流速(m/s)、密度(kg/fr13)、粘度(kg/m.s).
(2)细水雾喷头分类之离心式射流细水雾喷头
离心式喷嘴内部具有旋流窒结构,流体在喷嘴内部就形成厚度较小的液膜,喷出喷嘴后,液体表面张力克服惯性力,在空气动力的作用下破碎为液滴.随着压力的增大,喷射速度增加,液膜破裂成丝状或带状,与空气相对运动加剧,甚至可离开喷口即被雾化.对于此类喷嘴,其雾化机理包含了离心雾化和速度雾化的交互作用,其中旋流室的设计是决定雾化性能的关键.这类喷嘴具有雾化充分的优点,但是缺点亦较为明显:喷雾速度不高,而且大多数喷雾轮廓是空心锥角。
(3)细水雾喷头分类之介质雾化式喷嘴
借助空气或惰性气体等流体的相同轴向或垂直方向的高速射流,使液体雾化的方式,可称之为双流体细水雾喷头.此类喷嘴常由中心圆管(液体喷嘴)外层环形缝隙(气体喷嘴)组成,利用高速气流与低速液体的液柱或液膜的相互冲击、摩擦,破碎为细小雾滴,这类喷嘴具有雾化均匀、充分的优点,但是由于耗气量太大,使得动力泵站因增加压缩气瓶而变得庞大,成本也较高.
(4)细水雾喷头分类之撞击式细水雾喷头
液体从喷嘴高速射出,与喷嘴出口的固体(圆盘、顶针等)互相碰撞,或者两股流体互相碰撞,从而破碎成细小液滴.此类喷嘴的低压雾化性能较好,但液滴直径分布较为不均匀,而且喷雾速度一般很低.
(5)细水雾喷头分类之超声波雾化,静电细水雾喷头
超声波雾化和静电细水雾喷头一般应用于实验室和医疗器械等场所,虽然雾化效果很好,但是由于液体雾化量不大,而且成本很高,在工业上应用不多。
综上所述,各种传统的细水雾喷头分类均具有明显的优缺点,应用场合的不同对喷嘴雾化性能的要求也各有侧重点,因此在细水雾灭火喷头的设计中,应该吸取各种雾化形式的优点,设计出一种适用于细水雾灭火的喷嘴结构.
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