超聲霧化噴嘴的研究.pdf

1、煤礦井下的呼吸性粉塵是引起井下工作人員塵肺病的最根本原因。目前煤礦井下主要采用噴霧的方法進(jìn)行降塵，但其對呼吸性粉塵的沉降效果很不理想。主要原因是其水霧的霧滴粒徑過大，而前人研究表明霧滴粒徑越小捕集呼吸性粉塵的效率越高。超聲霧化降塵是一種新型的降塵技術(shù)，利用超聲霧化噴嘴產(chǎn)生的霧滴粒徑可以達(dá)到十幾微米，能夠有效提高呼吸性粉塵的沉降效率。
　　本文通過分析超聲霧化噴嘴的發(fā)聲原理和霧化機(jī)理，提出超聲波的頻率、聲壓以及噴嘴出口的氣流速度是影

2、響超聲波霧化的主要因素，同時得出噴嘴的共振腔結(jié)構(gòu)對超聲波頻率和聲壓的影響很大。
　　利用實(shí)驗測量了超聲霧化噴嘴在不同氣壓下的頻率，根據(jù)頻率的變化規(guī)律初步給出了噴嘴氣壓的工作范圍：0.25-0.6MPa，同時驗證了超聲霧化噴嘴的頻率經(jīng)驗公式。通過FLUENT分析了氣壓、共振腔直徑d、長度L及噴嘴出口到共振腔距離s對超聲霧化噴嘴聲壓的影響，結(jié)果表明隨著氣壓的增大聲壓呈增大趨勢；根據(jù)頻率和聲壓的變化規(guī)律得到了共振腔三個結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計范圍

3、：d=1.5-2.5mm，L=1.0-2.0mm，s=3-4mm，為后人在設(shè)計噴嘴共振腔時提供了參考。
　　通過FLUENT對超聲霧化噴嘴氣液兩相的內(nèi)流場進(jìn)行了模擬研究，分析了工作參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對噴嘴出口氣流速度的影響，研究表明隨著氣壓的不斷增大，噴嘴出口的氣流速度不斷增大，而隨著水壓的不斷增大，噴嘴出口的氣流速度不斷減小。在以上規(guī)律的基礎(chǔ)上得出了超聲霧化噴嘴的最優(yōu)工作氣壓為0.5MPa，與之匹配的水壓為0.3-0.4MPa。液相

4、入口夾角θ對噴嘴出口的氣流速度影響很小，而隨著液相入口孔徑D的增加噴嘴出口的氣流速度呈增大趨勢，由此給出了D的設(shè)計范圍為1.0-1.2mm。
　　利用實(shí)驗分析了工況參數(shù)對超聲霧化噴嘴霧場的影響。實(shí)驗表明隨著氣壓的增大，霧滴SMD不斷變小，霧化角顯著增大，之后隨著氣壓的繼續(xù)增大，霧滴SMD和霧化角變化不大；而霧滴SMD隨著水壓的增大呈增大的趨勢。同時通過實(shí)驗結(jié)果驗證了仿真所得的最優(yōu)工作氣壓和水壓。并且實(shí)驗得到了當(dāng)氣壓為0.5MPa，