两相流乳化型细水雾喷嘴雾化特性研究.pdf

《两相流乳化型细水雾喷嘴雾化特性研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2002年8月北京航空航天大学学报August2002第28卷第4期JOurnaIOfBeijingUniversityOfAerOnauticsandAstrOnauticsVOI.28NO.4两相流乳化型细水雾喷嘴雾化特性研究杨立军王维（北京航空航天大学宇航学院）（北京航空航天大学工程系统工程系）胡泽保张振鹏（北京航空航天大学宇航学院）摘要：为了研究消防领域细水雾灭火系统的关键部件———细水雾喷嘴的雾化结构形式，以空气和水为介质，利用马尔文激光粒度分析仪对两相流乳化型细水雾喷嘴的雾化特性进行了详细的研究.分析了该型喷嘴的工作特点，研究了

2、不同供水压力、供气压力及气液比对喷嘴雾化特性的影响，为细水雾灭火系统及其喷嘴的设计方法和检验标准提供了依据.试验结果表明：该结构喷嘴的雾化性能完全满足细水雾灭火系统的性能要求.关键词：消防；两相混合物；乳化；喷嘴；雾化中图分类号：TU892文献标识码：A文章编号：1001-5965（2002）04-0413-04随着环境保护问题的日益严重和电子信息、雾化性能的好坏对其灭火效果和对保护对象的影航空航天等高科技产业的高速发展，原来用在这响起着决定性的作用.良好的雾化特性既能保证些场所的卤代烷灭火系统因其环保问题正在加速用最少的水快速有效地扑灭火

3、灾的同时，对保护退出消防舞台，因此对这些场所火灾防治的高效对象不产生任何水渍影响.洁净灭火系统的需求也越来越迫切.细水雾灭火目前所研究的细水雾灭火系统主要有两种类技术以其高效、无污染、经济性好等优点被认为是型，一类是单相细水雾灭火系统，其雾化动力主要卤代烷灭火剂替代物的最佳选择，近几年国际上来自水的高压；另一类是两相流细水雾灭火系统，对细水雾进行了大量的研究工作，提出了细水雾其雾化动力来自于水的压力和雾化剂气体的压灭火系统的工程技术和喷雾特性参数，国内对细力.本文所设计研究的为两相流喷嘴.水雾与火焰相互作用的机理进行了大量的研究工喷嘴的结构

4、原理如图1所示，其工作原理如作［1］~［3］，但作为喷雾的关键部件———喷嘴的研究下.却比较薄弱.本文利用燃烧喷嘴的设计经验设计了一种新型两相流乳化型细水雾喷嘴，并对其雾化特性进行了详细的研究，为细水雾灭火系统及喷嘴的设计和检验提供一个探索思路.!喷嘴的工作原理图1两相流乳化型细水雾喷嘴结构简图从气路进入的高压气体通过雾化器气孔后，细水雾灭火系统的保护对象对细水雾的要求产生很高的气流速度；从水路进入的压力水通过主要有两个方面：一方面是快速有效地冷却和窒雾化器水孔后也产生较大的水流速度，单股水流息火场；另一方面是节约用水，没有水渍损失.众和多

5、股气流在混合室内进行强烈的冲击、碰撞进所周知，喷雾颗粒越细，其蒸发表面积越大，蒸发行气水乳化，乳化后的乳化液其粘度与表面张力吸热变成水蒸气的时间就越短，对保护对象的水都大大低于水的粘度与表面张力.而且乳化液本渍损失就越小.因此说，对于细水雾喷嘴来说，其收稿日期：2000-11-06基金项目：北京市科委248工程资助项目作者简介：杨立军（1970-），男，黑龙江大庆人，讲师，100083，北京.414北京航空航天大学学报2002年身具有很强的不稳定性，稍有扰动就会失稳破裂.色光经扩束透镜、准直透镜和光栅，穿过喷雾区被乳化液在混合室聚集并保持一

6、定的压力，从喷嘴雾状颗粒群所散射，接收透镜从正面接收散射光头部的两排喷口喷出进行第二次撞击后并喷入火并会聚到探测器上，探测器将感受到的散射光强场气流中，这样就完成了全部雾化过程.分布转换成电信号送到计算机处理，求取需要的颗粒特性参数.!实验装置该粒度仪直接测得细水雾的尺寸分布，本实［4］验采用Rosin-Rammier分布模式，直接打印出的实验在北京航空航天大学液体火箭发动机喷是如下的Rosin-Rammier分布中的X和N两个参注器冷态特性试验台上进行，其喷嘴雾化特性测数.试系统如图2所示.NO=1-exp［-（D/X）］式中，O为累积分

7、布，尺寸小于D的液滴体积占总液雾的体积百分数；X为特征尺寸，O=0.632时的液滴尺寸；N为液滴尺寸均匀分布指数，表明液滴尺寸分的均匀性.液雾质量中间直径D与X有如下关系：m1Dm=X·0.693N液雾索太尔平均直径D与X有如下关系：32-1N1D32=X·[!(2-)]N-2N1.储液罐；2.高压气瓶；3.储气罐；4.过滤器；5.液体流量式中!为伽马函数.计；6.远传计数器；7.调节阀；8.压力表；9.喷嘴；10.反压因此由粒度仪打印的X和N，可以很容易得罐；11.激光测雾仪；12.减压器；13.气体流量计；14.操作台；出液雾Dm，D3

8、2.本文用Dm，D32来代表雾化细度.15.计算机；16打印机本次实验采用焦距为300的镜头，测量范围为0~图2液体火箭发动机喷注器冷态特性试验系统600!m，根据经验，取激光光