摘要：为了建立矿用X旋流压力喷嘴雾滴速度的预测模型,基于自行设计的喷雾试验平台,应用正交试验方法,得出了喷嘴雾滴速度与各影响因素之间的作用规律,并在此基础上,采用多元非线性回归法建立了喷嘴雾滴速度的预测数学模型。结果表明:雾滴速度随着供水压力的增大而增大,随着轴向距离和出口直径的增大而减小;3个因素对雾滴速度影响的主次顺序为轴向距离>出口直径>供水压力。多元非线性回归数学模型拟合值和试验值基本相吻合,平均相对误差为13.87%,可以用于X型旋流压力喷嘴雾滴速度的理论计算。

摘要：为了优化喷雾效果,分析内混式空气雾化喷嘴出口尺寸对其雾化特性的影响,基于自行设计的空气雾化喷嘴喷雾特性实验平台,使用粒子图像速度场仪、激光粒度仪对不同出口尺寸的空气雾化喷嘴雾化特性参数进行测定,分析其变化规律。实验结果表明:仅改变喷嘴出口尺寸时,随着出口尺寸的增加,空气雾化喷嘴气流量几乎保持线性增长趋势,而水流量呈现出对数增长的规律;其他条件固定时水流量与供水压力成正比,与供气压力成反比;气流量与供气压力成正比,与供水压力成反比;随着出口尺寸的增大,喷嘴有效射程不断增大,而雾化角逐渐变小;雾滴的索特平均直径(SMD)随开口尺寸的增加先增大后减小,空气雾化喷嘴出口尺寸为3.0 mm时SMD达到最大,出口尺寸为1.0 mm时雾化效果最好,此时雾滴粒径随时间变化标准差较小,液滴状态稳定;随着喷嘴开口的增大,雾滴速度先增大后减小,雾滴速度在轴线方向上逐渐减小。

摘要：为改善传统背负式施药器械的喷雾效果,运用高压静电喷雾技术,设计了背负式静电喷雾器。该喷雾器由蓄电池、隔膜泵、高压静电发生器、喷枪、直射喷头和药箱组成,采用直接充电的方式对雾滴进行充电。为考察该喷雾器的性能,用网状目标法对荷质比进行了测量,用Oxford激光粒子图像分析测试系统测试了雾滴粒径及速度,最后用纸卡法测试了雾滴覆盖度。测试结果表明:荷质比随喷嘴压力的加大基本呈线性增长,因而在保证零部件及系统可靠的前提下,设计静电喷雾器时可适当增加喷嘴压力;静电促进雾滴吸附于作物表面、使雾滴粒径细小且分布均匀、改善了雾滴的速度分布均匀性,从而使雾滴能够均匀吸附于作物表面各部位,并显著提高了雾滴的覆盖度。

摘要：旋流内芯是压力旋流式喷嘴最主要的旋流发生构件,其几何特征直接影响压力旋流式喷嘴的喷雾特性.目前采用平滑型加速段的旋流内芯导流效率较低.为减小高流量条件下的能量损失,使喷嘴旋流内芯加速段对喷雾介质产生预旋效应,增强旋流强度,本文设计喷嘴旋流内芯加速段为阶梯型,其下段阶梯相对上段阶梯旋转15°,旋向与喷嘴旋流槽方向相同.利用粒子动态分析仪(particle dynamics analysis system,PDA)和高速摄影(charge coupled device,CCD)系统实验研究了加速段结构改进前后喷嘴的喷雾流量、雾场索特尔平均直径(Sauter mean diameter,SMD)、雾滴速度以及喷雾锥角,并分析了SMD、雾滴速度的轴向和径向分布特性.结果表明,背压差0.08~0.46 MPa范围内,阶梯型加速段对喷雾介质具有较好的预旋效果.喷嘴的流量提高了48.0%~51.8%;喷雾的轴向速度提升了31.4%~32.8%,径向速度提升了1.6%~16.8%;喷雾锥角减小了4.21°~6.57°;较高背压差下喷雾下游的SMD减小了9.8%.与平滑型加速段相比,阶梯型加速段的设计有效地提高了喷嘴的雾化质量.

摘要：液体荷电雾化技术能够有效降低雾化的粘滞阻力,提高雾化效果,在雾滴形成后电场能减小雾滴表面张力,使雾滴产生二次雾化,进一步减小雾滴粒径,同时可以提高雾滴粒径尺度的均匀性。以空气、水为介质对自行设计的双流体雾化喷嘴进行了实验研究,获得了不同荷电电压与液气比下的雾滴粒径、雾滴轴向射流速度及雾滴的轴向湍流脉动强度,利用相关技术实现了对气液两相速度和湍流脉动强度的测定,探讨了荷电电压对雾滴粒径、轴向射流速度及湍流脉动强度的影响。

摘要：细水雾灭火技术的关键在于喷头参数的设计。为了优化喷头的设计参数,对12个不同设计参数的离心式喷头进行试验研究,采用LS-2000激光粒度仪测量细水雾雾化参数,分析喷头螺杆流道形状、螺纹倾角、流道数量、螺杆长度等设计参数对雾场特性的影响。研究结果表明,螺杆长度对水雾速度和索纳尔平均粒径的影响较小,螺纹倾角、流道数量、流道形状对水雾特性的影响较大,说明了细水雾喷头设计参数的优化应从螺纹倾角、流道形状及流道数量入手。

摘要：由于对民机货舱中不同气液流量的低压双流体细水雾研究较少,且对单个喷头雾通量和雾动量的定量、定性分析不够完善,还需设计开展实验进行更深入的研究。参考美国联邦航空管理局(简称“FAA”)制定的相关标准,设计并搭建飞机货舱低压双流体细水雾实验平台,主要包括FAA全尺寸飞机货舱、低压双流体细水雾系统。采用的喷头与常规的喷头有所不同,喷出的细水雾是一个圆形平面,具有优良的弥散性和滞空性。实验中采用马尔文粒径分析仪结合Spraytec软件测量不同气液流量下的细水雾雾滴粒径,发现当气体流量从250 L/min增加至350 L/min、液体流量保持0.5 L/min不变时,细水雾雾滴粒径从130μm降低至95μm;当液体流量分别为0.75 L/min和1.0 L/min时,粒径大小分别从161μm降至110μm,从201μm降至142μm。根据美国防火协会的标准,采用量杯收集法测量得到不同气液流量下的雾通量,发现单独增加气体流量或液体流量,其雾通量都会增加。当气体流量为350 L/min、液体流量为1.0 L/min时,雾通量达到最大值,为0.255 L/(min·m^(2))。利用粒子图像测速仪的高速摄像机拍摄喷雾照片,测量雾滴速度,结果显示,在3种不同的液体流量工况下,随着气体流量从250 L/min增加至350 L/min,对应的雾滴速度均近似以0.04的增长率上升,最小值为8.5 m/s,最大值为16.0 m/s。在假设细水雾雾滴形状为球状时,雾动量关系式由雾滴质量与速度的乘积得到。选取雾滴速度最大值代入公式,得到单个雾滴在不同气液流量下的雾动量变化曲线,发现当气体流量为250 L/min、液体流量为1.0 L/min时,单个雾滴动量达到最大值,为3.6×10^(-8)kg·m/s。通过实验研究不同气液流量对低压双流体细水雾雾场特性的影响,得出以下结论:当液体流量不变,气体流量从250 L/min以25 L/min的变化率增加至350 L/min时,雾滴粒径和雾动量逐渐减小,而雾滴速度和雾通量逐渐增加;当气体流量不变,液体流量从0.5 L/min以0.25 L/min的变化率增加至1.0 L/min时,雾滴粒径、雾动量和雾通量均逐渐增大,而雾滴速度逐渐减小。对于单个雾滴,雾动量取决于雾滴粒径的大小;而对于喷头喷出的所有雾滴,雾滴速度决定了整体雾动量的大小。今后课题将进行细水雾灭火实验,探究达到最佳灭火效果的气液流量。结论可用于飞机货舱细水雾灭火系统的设计与改进,为飞机防火系统一些参数的设置提供了实验和理论基础。

摘要：为实现生物墨水的高效率递送,构建了一种基于空气辅助雾化技术的细胞递送装置,并利用多种方法系统地测量了雾化特性,以及雾化参数对细胞活性的影响。根据粒径的Rosin-Rammler分布规律对雾化均匀度指数进行了定量评估;利用多帧图像叠加以及局部阈值二值化方法对雾化视频进行边界提取,分析雾化角;结合BM3D去噪算法与二值化算法精确定位雾滴位置,实现雾滴运动速度的精确测量。实验结果表明:雾化高度和射流流量均与雾滴粒径正相关;当辅助气体压力高于60 kPa时,会显著影响雾滴均匀度;通过射流流量和雾化高度的参数控制,雾化面积可实现50~1800 mm2的大宽幅调节;雾滴的运动速度受雾化高度影响较大,且在50 mm雾化高度下运动速度最大,均值可高达14 m/s;雾化高度和辅助空气流量均会显著影响HaCaT细胞活性,在50 mm雾化高度下细胞活化率低至64.01±0.86%(阴性对照组为92.98±3.21%),而在100 mm雾化高度下可高达90.24±0.73%;HaCaT细胞活性在喷涂后72小时内与未喷涂的保持一致。该雾化装置可用于生物墨水的高效率递送,为实现不同面积喷涂或细胞高活化率递送的雾化参数优化设计提供了指导。