流体动力式超声波喷嘴雾化特性的实验研究 - 北京工业大学环能学院.pdf

　　 石 　油 　机 　械 　　　　　　 2007年 　第 35卷 　第 6期 CH INA PETROLEUM MACH IN ERY — 1 — 试验研究 流体动力式超声波喷嘴雾化特性的实验研究 张绍坤 　王景甫 　马重芳 　史 　杨 (北京工业大学环境与能源工程学院 ) 　　摘要 　根据超声波雾化机理和经过反复试验 , 研制了流体动力式超声波雾化喷嘴 。分析了流 体动力式超声波雾化的原理与特点 , 分别用水和 180 号重油作为介质对喷嘴雾化特性进行了实验 , 测试了不同雾化空气压力 、液体压力条件下沿喷嘴轴向的粒径分布 , 并对雾化特性进行了理论分 μ 析 。用水作为雾化介质时 , 雾化粒径在实验条件下基本保持在 10 ～16 m ; 用 180 号重油作为雾 μ 化介质时 , 即使在入口温度 50 ℃的低温下 , 雾化粒径在实验条件下亦保持在 10 ～15 m 范围内, 证明该喷嘴对重油有良好的雾化效果 , 具有较大的应用价值 。 　　关键词 　流体动力式 　超声波喷嘴 　雾化特性 　实验研究 应用价值 。 引　　　言 超声波雾化原理 2004 年的统计数据表明: 中国已成为世界第 一煤炭消费大国和第二石油消费大国 , 能源消费总 重油雾化喷嘴的性能决定重油雾化粒径的大 量已达世界第二 。但中国的经济总量只 占世界的 小 , 同时也决定重油的燃烧效率 。目前 , 工业炉上 4 % , 能源利用的效率远低于世界先进水平 , 节能 使用的重油喷嘴主要有 3类 : 喉管类喷嘴、气泡雾 潜力巨大 。欲实现我国可持续发展 , 解决能源短缺 化喷嘴和超声波雾化喷嘴[ 2 ] 。超声波雾化喷嘴是 问题 , 在注重寻找新能源的同时 , 应把更多的精力 一种新型重油喷嘴 , 其雾化效果一般要高于其他喷 放在节能上面 。 嘴 , 具有雾化粒径小 、雾化液滴均匀性好的特点 。 当今世界上 , 70%以上的能源来自石油 , 所以 超声波雾化喷嘴主要有 2种形式 : 电动式和流体动 提高石油的利用率有着很深的现实意义 。重油是在 力式 。电动式超声波雾化喷嘴需要外装电器设备 , 石油化工过程中产生的重质油 , 是工业生产中的重 成本较高 , 应用较少 [ 3 ] 。 要能源 , 它广泛应用于发电、冶金 、玻璃 、钢铁等 流体动力式超声波雾化喷嘴是在喷嘴上装上超 领域 。近几年来 , 随着优质燃油和天然气的价格不 声波发生器 , 当高速流体从喷嘴喷出时 , 流体的冲 断上涨 , 重油作为替代动力燃料越来越受到人们的 力会激发超声波发生器的共振腔振动产生超声波 , 重视 。受石油化工行业深加工的影响 , 我国的重质 使重油在超声波的作用下发生振动而被雾化 。随着 燃料油品质 日趋恶化 , 表现出高密度 、高粘度 、高 超声波频率的增加 , 雾化液滴越来越细 , 一般超声 胶质等