喷嘴结构设计与流场分析毕业设计说明书+CAD图纸(3)
在实际的应用中，为了能够提高喷嘴的雾化效果，在设计时引入辅助雾化的空气，也是为了保证在实际的喷涂过程中不产生飞溅、反弹的现象，该雾化气体的压力被严格限制在0.1Mpa左右。这种雾化喷嘴被称为空气辅助雾化喷嘴，这主要依赖于气体量和速度，通过辅助气体的作用，可以得到更小的液滴。这种提高雾化质量的作用机理到目前为止尚未明确，一般的看法是，辅助气体加剧了射流的不稳定性；在同时气体有助于液滴的分散，防止液滴的碰撞。这种气体辅助雾化喷嘴被广泛应用于各个工程领域，尤其是在一些要求雾化颗粒直径很小的场合。
在液体雾化技术的发展过程中，人们逐渐认识到充分利用气液两相的能量来实现雾化是非常有利的，这类雾化的过程基本相似，分为初次破碎和二次破碎两个阶段。初次破碎过程是指液体刚开始破碎的阶段，发生在气液交界面上，主要由气液交界面上不稳定波的增长和破碎引起，标志是沿连续相液体表面出现了滴状和丝状等小的液体单元，它控制液体块的延伸范围，并提供进一步二次破碎的初始条件。二次破碎是初次破碎产生的液滴在气动力的作用下减速、变形和破碎的过程，标志是液滴在气体中进一步破碎和相互聚合，液滴颗粒的尺寸通常在几微米到几百微米，取决于相对流动状态、初次破碎碎片的尺寸和形状等。他直接影响到最终雾化液滴的尺寸分布。
喷嘴前后的压力差是雾化过程的重要参数。影响相对速度的大小，相对速度越大，雾化过程进行的越快，雾化液滴尺寸也越细。工业上常见的气动式雾化喷嘴正是根据这个规律而发展起来的高效雾化装置。
1.2.2 雾化分类及其特性
（1） 机械雾化
机械雾化主要是靠液体在压差作用下产生的高速射流使自身雾化，因此喷嘴可分为直射式喷嘴、离心式喷嘴和旋转式喷嘴。直射式雾化和离心式雾化可统称为压力雾化。直射式喷嘴主要依靠水的喷射达到雾化的目的，水压要求比较高，而且喷孔直径越大雾化效果越粗，故喷孔直径不能太大，流量调节范围比较小。离心式喷嘴是利用高压水经旋流装置产生的离心力产生液膜,被空气破碎而雾化。离心式雾化的效果优于直射式雾化，但是它同样需要较高的供水压力，因此应用条件有所限制。旋转式喷嘴大体上分为旋转体型和旋转喷口型两大类。旋转体型又分为转杯式和旋盘式。转杯式雾化是将水喷入圆锥形转杯的前端，借助高速旋转的转杯将转成薄膜，由离心力喷雾和速度喷雾的综合作用而雾化液体[5]。同理，旋盘式雾化是依靠高速旋转的圆盘来雾化液体。
（2） 介质雾化
根据雾化方式的不同又分为气动雾化和气体辅助雾化，气动雾化喷嘴应用广泛。气动雾化喷嘴依靠一定压力的气体( 压缩空气或蒸汽) 形成高速气流，使空气与水之间形成很高的相对速度以达到雾化的目的。其优点是可以在较低的水压下获得良好的雾化效果。
（3） 特殊喷嘴雾化
特殊喷嘴一般采用超声波、电磁场、静电作用等原理进行雾化。这类喷嘴虽然在其他一些工业应用中效果良好，但因煤矿井下环境恶劣所致，应用较少喷嘴是胶水喷涂最重要的组成部分，雾化喷嘴的设计就显得尤为重要，雾化喷嘴设计的优劣决定了喷涂机的整体性能。
1.3 气体辅助雾化喷嘴的国内外研究现状
截止目前为止，喷嘴产品种类至少有30000多种，全世界有3000多家喷嘴公司，国内大概有几百家这样的喷嘴公司。其中我国是发展潜力最大最强的一个，也是运用不成熟的市场之一。由于喷嘴具有节能、高效的特点，在诸如清洗，喷涂，冷却，防火，加湿，降温，除尘，润滑，洗涤，气体调节等行业中得到广泛应用。大到煤炭领域的割煤除尘、上海世界博览会的喷雾降温，小到食品微量元素的添加、烟叶加湿、汽车喷漆润滑等领域都会用到喷嘴。可是在国内由于环保节能理念刚刚兴起，国内大部分企业对喷嘴的用途认识不足，况且流体力学等诸多领域始终处于落后地位，制作加工工艺不够成熟、部分原材料达不到国际标准，如在喷嘴耐磨损及耐腐蚀方面始终落后发达国家。