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专利号: 2018115879039
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般喷射或雾化;对表面涂覆液体或其他流体的一般方法〔2〕
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种气液两相流雾化喷嘴,其特征在于,所述气液两相流雾化喷嘴包括喷嘴芯体、外部套筒和雾化体三部分,喷嘴芯体的内腔由进口渐缩段、射流段和出口扩散段组成,沿着喷嘴芯体的中心轴方向,进口渐缩段呈渐缩状,射流段呈圆柱状,出口扩散段呈渐扩状,其中出口扩散段与雾化体混合室直接相联;喷嘴芯体和外部套筒的壁面分别开设有喷嘴芯体进气孔和套筒进气孔,使得喷嘴芯体内腔中的射流段通过喷嘴芯体进气孔、进气缓冲腔和套筒进气孔与外部大气相通;液体沿着喷嘴的中心轴方向流动,依次经过进口渐缩段、射流段、出口扩散段、雾化体混合室和雾化体出口后形成雾化现象;射流段的壁面开设有一系列周向均匀分布的喷嘴芯体进气孔,喷嘴芯体内腔的射流段和进气缓冲腔通过喷嘴芯体进气孔相联通;喷嘴芯体和雾化体安装在外部套筒的内部,外部套筒的内壁面与喷嘴芯体的外壁面之间为圆环状的进气缓冲腔;雾化体的内部腔体为雾化体混合室,雾化体出口为固定扩散角的圆锥形孔口,雾化体混合室的内腔呈圆锥状;雾化体和喷嘴芯体安装在外部套筒的内部腔体内,雾化体和喷嘴芯体采用陶瓷、不锈钢或黄铜材料制作,外部套筒采用尼龙、聚乙烯或聚四氟乙烯材料制作;

喷嘴的喷雾雾滴体积中径D0.5、设计流量Q和喷嘴的部分几何尺寸等参数之间适合以下关系:约束条件:

当喷嘴的喷雾雾滴体积中径D0.5≥300微米时, 的取值范围为当喷嘴的喷雾雾滴体积中径D0.5<300微米, 的取值范围为当液体动力粘度μ≥0.001帕·秒时,修正系数k1的取值范围为

0.07≤k1≤0.10;当液体动力粘度μ<0.001帕·秒时,修正系数k1的取值范围为0.10<k1≤

0.12;

式中:D0.5是喷嘴的喷雾雾滴体积中径,单位是米;

Q是喷嘴的设计流量,单位是立方米/秒;

d1是喷嘴芯体进气孔直径,单位是米;

d2是喷嘴的雾化体出口直径,单位是米;

d3是套筒进气孔直径,单位是米;

ρ是液体密度,单位是千克/立方米;

ρg是外部大气环境的空气密度,单位是千克/立方米;

σ是液体表面张力系数,单位是牛顿/米;

μ是液体动力粘度,单位是帕·秒;

k1是修正系数,k1=0.07~0.12;

N1是喷嘴芯体进气孔数量,N1=3~5。

2.如权利要求1所述的一种气液两相流雾化喷嘴,其特征在于,喷嘴芯体的主要几何尺寸参数中,射流段直径D1、射流段长度L1和出口扩散段扩散角β的设计公式如下:β=6°~10°

式中:D1是射流段直径,单位是米;

ρg是外部大气环境的空气密度,单位是千克/立方米;

Q是喷嘴的设计流量,单位是立方米/秒;

σ是液体表面张力系数,单位是牛顿/米;

d2是喷嘴的雾化体出口直径,单位是米;

L1是射流段长度,单位是米;

ρ是液体密度,单位是千克/立方米;

μ是液体动力粘度,单位是帕·秒;

β是出口扩散段扩散角,单位是度。

3.如权利要求1所述的一种气液两相流雾化喷嘴,其特征在于,雾化体的主要几何尺寸参数中,雾化体混合室最大内径D2和进气缓冲腔宽度b的设计公式如下:D2=1.2D1+L1tgβ

b=k2D1

当液体动力粘度μ≥0.001帕·秒时,修正系数k2的取值范围为0.6≤k2≤0.7;当液体动力粘度μ<0.001帕·秒时,修正系数k2的取值范围为0.5≤k2<0.6;式中:D2是雾化体混合室最大内径,单位是米;

D1是射流段直径,单位是米;

L1是射流段长度,单位是米;

β是出口扩散段扩散角,单位是度;

b是进气缓冲腔宽度,单位是米;

k2是修正系数,k2=0.5~0.7。

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