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超声波燃油雾化器

 

我国的重质燃料油品质日趋恶化,表现出高密度、高黏度、高胶质等,直接影响燃烧性能,使燃料油的雾化质量下降,燃烧不完全,烟气中有害气体含量增加,喷嘴易结焦等。保证燃油锅炉能够燃烧好的主要条件是:良好的雾化质量和合理的配风。因此,油喷嘴和配风器是燃油锅炉的关键设备,它们决定锅炉的燃烧质量。利用超声波雾化能很好解决此问题。

超声波燃油雾化器的雾化性能一般要优于其它类型燃烧器,其雾化粒径较小雾化液滴的均匀性较好。采用超声波雾化器,易于实现低氧燃烧,从而减少烟气中的烟尘和氮氧污染物的排放。利用超声来促进雾化效果的提高是基于超声在液体内部某一区域会形成局部负压区,于是在液体内部产生空穴或气泡,即空化现象

超声波由于其空化机理及对液体流变性影响等特性,使其在重、渣油等高黏度液体的雾化过程中逐步显示出优越性。发生超声波的声源不同来区分,超声波雾化燃烧器可分为两大类,即电动式和流体动力式。

电动式超声波燃油雾化器

超声波发生器独立于雾器外另行设置。它装有电振器和振子,振子的中心开有长孔,油从振子振幅低的部分进人,从喷嘴前端振幅大的中心部分喷出。当燃油从进液管进去到达喷嘴前端时,受表面张力以及亲合力的作用,形成一层薄膜后在超声波作用下被雾化。这种雾化器结构紧凑小巧,调节范围广,适用于小型的油雾化器。

超声波燃油雾化器
超声波燃油雾化头

原理

当由声源发出的超声波传到液面时,由于空气振动产生网状波,如果超声波振动加剧,在波峰处会有小液滴飞起,飞出的液滴又被超声波振动而进一步雾化。超声波燃油雾化是利用空气射流在谐振腔产生高频率、高振幅的剧烈振动来强化雾化的一种喷雾技术。

有两种因素起作用:一个是高频率、高振幅的超声本身将非常强的声波压力作用在燃油上,以及燃油内的空化作用使燃油雾化;另一个是高频振动的气流所具有的剧烈紊流脉动将油膜拉成细丝,破碎成油滴而在气动力作用下进一步雾化成细雾。超声波雾化燃油还有一个起作用的因素是高频、高振幅的气流具有线性运动动能,在与油滴碰撞时,将能量传递给油滴,使其获得非常大的能量后,破碎成更细小雾滴,因此又接近气动雾化。

1.激励电压越高,射流越容易断裂。可以借提高激励电压来改善喷嘴的工作状况。

2.应选取压电应变常数大的陶瓷作为换能器材料,喷射压力越大,对压电应变常数的影响越显著。

3.喷嘴腔纵向间隙存在最佳值,处于最佳间隙值时,射流最容易断裂。离开这个最佳值,断裂效果逐渐变坏。

4.喷射压力高,射流不容易断裂,在较低的压力下,压电应变常数、喷嘴腔纵向间隙、喷口直径等因素对液滴形成的影响减弱。因此选用较低的喷射压力对提高喷嘴的工作稳定性也是有利的。

5.喷口直径小,容易形成液滴,且其它参数的影响减弱。但小喷孔容易堵塞,必须提高对介质的过滤精度。

6.在选取工作频率时,要考虑与具体喷嘴结构相匹配。

总结

超声波燃油雾化器的发展方向是,电动式以小容量为目标,而流体动力式则以大容量为目标。利用超声波雾化燃料油,可以改善雾化效果,节约燃料,降低烟尘和氮氧化物的排放量,对减少大气污染,保护人类生活环境十分有益。超声波用于燃料油与水的乳化燃烧可以获得同样的效果。超声波在工业应用方面已显示出它独特的优点,其应用前景非常广阔。

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