1. مقدمة
الفوهة المرسلة هي مكون مهندس الدقة مصمم لتفكك السوائل إلى قطرات دقيقة أو أنماط الرش التي يتم التحكم فيها, عملية ضرورية في الصناعات التي تتراوح من المعالجة الكيميائية وتوليد الطاقة إلى الأدوية والزراعة.
عن طريق تحويل تيار سائل مستمر إلى رذاذ من توزيع حجم القطرات المتوقع, تتيح الفوهات الذحرية احتراقًا فعالًا, تبريد, الترطيب, طلاء, والتفاعلات الكيميائية.
تكمن أهمية الانحلال في تعزيز مساحة السطح: يزيد السائل الذي تم تفريقه إلى قطرات بحجم ميكرون من منطقة التلامس بعدة أوامر من حيث الحجم, تسريع عمليات نقل الحرارة ونقل الكتلة.
على سبيل المثال, في الشعلات الصناعية, قطرات الوقود الذرية تبخر بسرعة, ضمان احتراق كامل وتقليل انبعاثات أكاسيد النيتروجين. في مجففات الرش, يحدد الذعرات التي يتم التحكم فيها بدقة حجم جسيم المنتج, محتوى الرطوبة, والاتساق.
2. ما هو فوهة ذرية?
و الانحلال فوهة هو جهاز تشتت السوائل مصمم لتحويل تيار سائل مستمر إلى رذاذ من القطرات التي يتم التحكم فيها.
هذا التحول - يسمى الذرة- يتحقق من خلال تطبيق الطاقة في شكل ارتفاع ضغط السوائل, غاز مضغوط, أو القوة الميكانيكية للتغلب على القوى المتماسكة للسائل.
والنتيجة هي رذاذ موزع بدقة بأحجام قطرات محددة, معدلات التدفق, وأنماط رش مصممة لمتطلبات العملية.

في جوهرها, فوهة ذرية تؤدي ثلاث وظائف حرجة:
- تفكك السائل: التغلب على التوتر السطحي والقوى المتماسكة لتفكك السائل إلى قطرات دقيقة.
- توزيع الرش: توجيه القطرات إلى نمط محدد (مخروط, مروحة مسطحة, مخروط جوفاء, أو ضباب) حتى التغطية.
- التحكم في حجم القطرات: إنتاج طيف قطرة يتراوح عادة من 10 μM (ضباب الفطريات) إلى عدة مئات من الميكرون (بخاخات خشن), اعتمادا على التطبيق.
من أ منظور ميكانيكا السوائل, يعتمد الانحلال على تفاعل الفوارق في الضغط, قوى القص, والاضطراب. على سبيل المثال:
- في ضرطة الضغط, يتم إجبار السائل من خلال فتحة مُشورة بدقة في الضغوط التي تتجاوز غالبًا 50 حاجِز, إنشاء طائرات عالية السرعة تتفكك عند الخروج.
- في بمساعدة الهواء أو ذرات السائل التوأم, يتفاعل الهواء المضغوط مع السائل عند طرف الفوهة, باستخدام القص الهوائي لإنتاج أصغر, قطرات أكثر موحدة عند ضغوط السائل المنخفضة.
- في تنقل الموجات فوق الصوتية, تفكك الاهتزازات الميكانيكية السائل إلى قطرات على نطاق ميكرون بدون ضغط عالي أو هواء.
القدرة على التحكم في حجم قطرة وهندسة الرش هو ما يميز فوهة ذرية عن طائرة سائلة بسيطة.
هذه الدقة تجعل الفتحات ذات الذرات لا غنى عنها في العمليات التي نقلها للحرارة, كفاءة الاحتراق, توحيد الطلاء, أو حركيات التفاعل تعتمد مباشرة على خصائص الرش.
3. أنواع الفوهات الذرات
يمكن تصنيف الفوهات الذرية حسب آلية الانحلال, مصدر الطاقة, و أداء الرش.
تم تصميم كل نوع لموازنة حجم القطر, زاوية الرش, سعة التدفق, والكفاءة التشغيلية. فيما يلي الفئات الأساسية:
الضغط الذرات الفوهات
- مبدأ: تم الضغط على السائل إلى مستوى عال (20-200 بار) وأجبرت من خلال فتحة دقة مهندسة أو غرفة دوامة.
عندما يخرج السائل, يحول انخفاض الضغط المفاجئ طاقة الضغط إلى طاقة حركية, توليد سرعات عالية للغاية.فوهة ضغوط ضغوط إن الاضطراب الداخلي وقوى الطرد المركزي داخل الفوهة تكسر الورقة السائلة أو الطائرة إلى أربطة, التي تتفكك إلى قطرات.
تعتمد جودة الانحلال على هندسة الفوهة, مستوى الضغط, ولزوجة السائل. - نطاق حجم القطرات: 50-400 ميكرون (اعتمادا على الضغط وحجم الفتحة).
- أنماط الرش: مخروط صلب, مخروط جوفاء, مروحة مسطحة.
- التطبيقات: حقن الوقود (محركات الديزل, توربينات الغاز), تجفيف الرش, الرش الزراعي.
التوأم السائل (بمساعدة الهواء) الفوهات ذرية
- مبدأ: يتحقق الذرة عن طريق التفاعل المباشر بين تيار سائل مضغوط وغاز عالي السرعة (عادة الهواء مضغوط).
بينما يتدفق الغاز عبر مقاطع ضيقة, يتسارع إلى السرعات القريبة من السمع, إنتاج قوات القص القوية.فوهة ذرية بمساعدة الهواء هذه القوى تزعزع استقرار الطائرات السائلة أو الورقة, تمزيقها في قطرات رائعة.
اعتمادا على التكوين (الخلط الداخلي أو الخلط الخارجي), يمكن أن يكون الانحلال مرنًا للغاية, تمكين التحكم الدقيق على حجم القطرات وزاوية الرش حتى بمعدلات تدفق السائل المنخفضة. - نطاق حجم القطرات: 10-100 ميكرون (أدق وأكثر اتساقًا من فوهات الضغط).
- المزايا: فعالة في ضغوط سائلة منخفضة; نسب عالية من التدهور; ممتاز للسوائل اللزجة أو اللزجة.
- التطبيقات: طلاء الرش, الترطيب, غرف الاحتراق, المفاعلات الكيميائية.
الفوهات الذرات بالموجات فوق الصوتية
- مبدأ: يهتز محول الطاقة الكهروإجهادية في الترددات بالموجات فوق الصوتية (20-120 كيلو هرتز), نقل الطاقة الصوتية إلى الفيلم السائل على سطح الفوهة.
هذا يولد موجات شعرية دائمة, وعندما تتجاوز السعة عتبة حرجة, تخرج قمم هذه الأمواج كقطرات موحدة.فوهة الموجات فوق الصوتية الذرات على عكس الانحلال الميكانيكي, لا يلزم وجود هواء مضغوط أو ضغط سائل مرتفع.
الذرة موفرة للطاقة, ينتج الحد الأدنى من المبالغ الزائدة, ويوفر التحكم الدقيق في حجم القطرات, مثالي للعمليات الحساسة. - نطاق حجم القطرات: 10-50 ميكرون (توزيع ضيق جدا).
- المزايا: لا مطلوب هواء مضغوط; عملية هادئة; عالية الكفاءة في الطاقة; مقاوم السداد.
- التطبيقات: البخاخات الطبية, طلاء الإلكترونيات, الأدوية, الترطيب الدقة.
الفوهات الذرات الدوارة
- مبدأ: يتم إدخال السائل على كوب أو قرص دوار سريع (1,000-50،000 دورة في الدقيقة).
تقود قوات الطرد المركزي السائل إلى الخارج, تشكيل فيلم رفيع على سطح الدوران. على حافة القرص, يتفكك الفيلم إلى أربطة ثم قطرات.فوهات غسل الخزانات الدوارة يحكم حجم القطرات بسرعة الدوران, معدل التغذية السائل, والتوتر السطحي.
لأن الانحلال مستقل عن الضغط السائل, تتعامل الفوهات الدوارة. - نطاق حجم القطرات: 20-200 ميكرون (اعتمادا على سرعة الدوران).
- المزايا: إنتاجية عالية, طيف قطرة موحدة, قابلة للتكيف مع السوائل اللزجة.
- التطبيقات: تجفيف الرش (مسحوق الحليب, السيراميك), غاز المداخن, عمليات الطلاء على نطاق واسع.
فوهات ذرية هجينة متخصصة
- مبدأ: تدمج هذه التصميمات آليات ذرات متعددة لتلبية الاحتياجات الصناعية المحددة.
على سبيل المثال, تجمع الهجينة الهيدروليكية والرينية بين الحقن السائل عالي الضغط مع قص مساعد الهواء لتحسين الذرة للأحمال المتغيرة.
تطبيقات الكهروستاتيكية تطبق شحنة كهربائية على القطرات, تعزيز الالتصاق بالركائز عن طريق جاذبية coulombic.الفوهات الذرات الإلكتروستاتيكية تستخدم atomizers البخار نفاثات بخار عالية المدخل لا تقص السائل فحسب ، بل أيضًا سخن أو تبخر جزئيًا, تحسين كفاءة الاحتراق في شعلات المصفاة.
- المزايا: قابل للتخصيص لظروف التشغيل الفريدة والسوائل.
- التطبيقات: اللوحة عالية الدقة, شعلات المصفاة, أنظمة الطلاء المتقدمة.
4. اختيار المواد لفوهات التفتيش
يعد اختيار المادة المناسبة لفوهة ذرية أمرًا بالغ الأهمية, أداء, والتوافق مع ظروف السوائل والتشغيل الذرية.
يؤثر اختيار المواد على مقاومة التآكل, أداء التآكل, الاستقرار الحراري, التصنيع, والتكلفة.
متطلبات المواد الرئيسية لفوهات التفتيش
- التآكل وارتداء المقاومة: الجزيئات عالية السرعة أو الجزيئات الكاشطة التي تؤثر على فتحة الفوهة والأسطح الداخلية تسبب التآكل.
يجب أن تقاوم المواد التآكل, خاصة بالنسبة للبخاخات المزدوجة أو الملاط. - مقاومة التآكل: يمكن أن تتواصل الفوهات السوائل المسببة للتآكل - من الأحماض والقواعد إلى المذيبات والكلوريد - تتطلب تعديل المعادن المقاومة كيميائيا.
- الاستقرار الحراري: تتضمن بعض التطبيقات درجات حرارة مرتفعة (على سبيل المثال, شعلات بمساعدة البخار أو بخاخ الفرن), تستلزم السبائك التي تحتفظ بالدقة الميكانيكية في الحرارة.
- القدرة على الانتهاء من السطح: يجب أن تتيح جودة سطح فتحة الفتحة تكوين قطرات ثابتة ومنع انسداد - يجب أن تأخذ المواد المميزة للآلة أو تلميعها جيدًا.
- اعتبارات التصنيع: تتطلب الهندسة الداخلية المعقدة مواد متوافقة مع الآلات الدقيقة, موسيقى الرقص الإلكترونية, حفر الليزر, أو التصنيع المضافة.
- التكلفة والتوافر: للارتداء العالي, بيئات عالية الحجم, تفضل مواد فعالة من حيث التكلفة ولكنها قوية.
خيارات المواد الشائعة لتفتحات التفتيش
| مادة | نقاط القوة | القيود | التطبيقات النموذجية |
| الفولاذ المقاوم للصدأ (304 / 316) | مقاومة تآكل ممتازة, صحية, قوة ميكانيكية جيدة, بسهولة | مقاومة التآكل المعتدلة; ليست مثالية لوسائل الإعلام الكاشطة للغاية | الغذاء والمشروبات, رشاشات الماء, المعالجة الكيميائية العامة |
| النحاس / البرونز | سهلة الآلات, اقتصادي, مقاومة جيدة للمواد الكيميائية المعتدلة | عرضة لعملية التخفيف في البيئات العدوانية; استخدام درجة حرارة عالية محدودة | البخاخات الزراعية, البخاخات الصناعية الخفيفة |
| كربيد التنغستن (أو كربيد) | التآكل المتميز وارتداء المقاومة, خدمة الخدمة الطويلة | تكلفة عالية, هش تحت أحمال التأثير | بخاخ الملاط, تنقل الوقود مع الجسيمات |
| السيراميك (الألومينا, الزركونيا) | صعب للغاية, خامل كيميائيا, مقاومة للتآكل في معظم السوائل | هش, مكلف للتصنيع, توافر محدود في الهندسة المعقدة | البخاخات الكيميائية القاسية, مسحوق البودرة, البيئات عالية الارتداد |
| سبائك أساسها النيكل (Inconel, هاستلوي) | أكسدة استثنائية ومقاومة للتآكل في درجات حرارة عالية; الاحتفاظ بالقوة | غالي; أصعب على الجهاز | شعلات البتروكيماويات, فوهات رذاذ المصفاة, تنقل الفرن |
| البوليمرات (PTFE, نظرة خاطفة, PPS) | خفيف الوزن, مقاومة كيميائية ممتازة, تكلفة منخفضة | محدودة الضغط ومقاومة درجة الحرارة; عرضة للارتداء | بخاخات المختبر, تنقل حمض التآكل (منخفضة) |
5. عمليات التصنيع لفوهات ذرية
يتأثر أداء ومتانة الفوهات الذروة بشدة بعملية التصنيع.

الدقة CNC الآلات
- مبدأ: يتم استخدام المخارط ومراكز الطحن عالية الدقة في أجسام فوهة الآلة وهندسة الفتحة من المخزون المعدني الصلب (على سبيل المثال, الفولاذ المقاوم للصدأ, النحاس).
يمكن تحقيق التحمل من ± 5-10 ميكرون لأقطار الفتحة. - نقاط القوة:
-
- دقة أبعاد ممتازة وتكرار.
- الأسطح الداخلية الملساء تقلل من انسداد واضطراب التدفق.
- مناسب لكل من النماذج الأولية والإنتاج الضخم.
- التطبيقات: يستخدم على نطاق واسع لفوهات الرش الصناعية, فوهات من فئة الطعام, و atomizers للأغراض العامة.
صب الاستثمار
- مبدأ: تخلق طريقة الشمع المفقودة هندسة فوهة معقدة, تليها قذيفة السيراميك صب مع سبائك مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو السبائك القائمة على النيكل.
يقوم بتعيين الآلات بعد الصب إلى صقل الأسطح الحرجة. - نقاط القوة:
-
- يتيح القنوات الداخلية المعقدة غير ممكنة مع الآلات.
- مناسبة للتطبيقات ذات درجة الحرارة العالية والتآكل العالي.
- ينتج مكونات قريبة من الشبكة, تقليل النفايات.
- التطبيقات: فوهات رذاذ التوربينات الغازية, فوهات المفاعل الكيميائي, أذرع الوقود الفضائية.
مسحوق المعادن & صب حقن المعادن (ميم)
- مبدأ: مساحيق معدنية غرامة مضغوطة أو مصبوب الحقن في مكونات فوهة شبه الشكل, ثم تم تلاعبها في درجة حرارة عالية لتحقيق الكثافة الكاملة.
- نقاط القوة:
-
- اقتصادي للشكل الصغير, هندسات معقدة.
- يمكن دمج ميزات متعددة (القنوات, المواضيع) في عملية واحدة.
- البنية المجهرية المتسقة مع المسامية التي تسيطر عليها.
- التطبيقات: أجهزة الرش الطبية, المدمجة المدمجة, حقن الوقود الدقيق.
التصنيع المضافة (3د الطباعة)
- مبدأ: ترسب طبقة من المعدن (SLM/DMLS) أو مساحيق سيراميك تسمح بحرية التصميم, تمكين هياكل الشبكة والبنات الدقيقة.
- نقاط القوة:
-
- مرونة التصميم الشديد (القنوات المنحنية, مسارات التبريد الداخلية).
- لا حاجة للقوالب, مثالي للنماذج الأولية السريعة.
- يتيح تصاميم خفيفة الوزن ولكنها قوية.
- التطبيقات: فوهات مصممة خصيصًا للفضاء, نماذج البحث, الانحلال الطبي.
معالجة السيراميك
- مبدأ: يتم إنتاج فوهات السيراميك عن طريق صب الانزلاق, البثق, أو الضغط المتساوي الساخن (خاصرة), تليها التلبد.
- نقاط القوة:
-
- صلابة استثنائية ومقاومة كيميائية.
- عمر الخدمة الطويل في بيئات التآكل أو الكاشطة.
- التطبيقات: تنقل الملاط, فوهات المختبر المقاومة للمواد الكيميائية.
العلاجات السطحية & الانتهاء
- مبدأ: عمليات مثل شحذ, لفة, تلميع, أو الطلاء (على سبيل المثال, PVD, رذاذ حراري) تحسين أسطح الفوهة والأداء.
- نقاط القوة:
-
- يقلل من الاحتكاك والانسداد.
- يحسن مقاومة التآكل والتآكل.
- يمتد عمر الخدمة في ظل ظروف التشغيل القاسية.
- التطبيقات: أذرع الوقود عالية الأداء, أنظمة الرش الصناعية طويلة العمر.
6. خصائص الرش & مقاييس الأداء
يتم تقييم الأداء من خلال عدة مقاييس مترابطة:
- ساغر يعني القطر (SMD أو D32) -قطر الكرة مع نفس نسبة الحجم إلى السطح مثل الرش.
SMD أمر بالغ الأهمية لأنه يرتبط مباشرة بالتبخر وتفاعل التفاعل. - توزيع القطرات - غالبًا ما يتميز D10, D50 (متوسط), D90; توزيعات ضيقة مفيدة للطلاء الموحد أو العلاجات التي يمكن استنشاقها.
- زاوية الرش & نمط - مخروط جوفاء, مخروط كامل, مروحة مسطحة; يؤثر النمط على التغطية ونقل الحرارة/الكتلة المحلية.
- معدل التدفق (س) و انخفاض الضغط (ΔP) - مشترك في تحديد Q في المعطى ΔP; العلاقة الهيدروليكية q = c_d a √(2موانئ دبي/ص) (معادلة الفتحة) يعطي التحجيم من الدرجة الأولى.
- كفاءة الانحدار - الطاقة المطلوبة لكل وحدة حجم للوصول إلى SMD المستهدف (تصميم ومقياس اقتصادي).
- التغطية/التوحيد - تقاس ككتلة لكل وحدة مساحة مقابل الموقع; مهم في تطبيق الطلاء وتطبيق المبيدات.
7. معلمات التصميم & التحجيم
ينبع أداء الفوهة من الهندسة وظروف التشغيل:
- قطر الفتحة و شكل الحلق تحديد مقياس تفكك النفاث الأولي.
- دوامة هندسة غرفة (زاوية الانحناء, قطر الغرفة) يضع سماكة الفيلم السائل وسرعة في فوهات الدبوس-وبالتالي التحكم في حجم القطرات وسلوك المخروط الكامل/الكامل.
- نسبة الهواء إلى السائل (AL) في الفوهات المزدوجة السائلة هو متغير التحكم الأساسي: زيادة ALR تقلل من SMD تقريبًا بعد قوانين السلطة التجريبية (SMD ∝ alw^-α, α عادة 0.3-0.6).
- خصائص السوائل: زيادة اللزوجة والتوتر السطحي زيادة SMD; كثافة أعلى بشكل هامشي تقلل من SMD لإدخال الطاقة المعطى.
- ضغط التشغيل يزيد من القص والطاقة المضطربة; بالنسبة للفوهات الهيدروليكية ، غالبًا ما يقع SMD مع زيادة الضغط تقريبًا مثل SMD ∝ ΔP^-N (n ~ 0.2–0.5 اعتمادًا على النظام).
8. التطبيقات الصناعية للفوهات الذرات
يتم استخدام الفوهات الذرية في الصناعات المتنوعة, حيث يؤثر التحكم الدقيق للقطرات بشكل مباشر على الكفاءة, جودة المنتج, والامتثال للمعايير التنظيمية.
الطبي والصيدلاني
- استخدام الحالة: البخاخات (علاج الربو/مرض الانسداد الرئوي المزمن), طلاء المخدرات (أفلام الكمبيوتر اللوحي), تجفيف الرش المعقم (اللقاحات والبيولوجيا).
- نوع الفوهة: الموجات فوق الصوتية (البخاخات), بمساعدة الهواء (طلاء الكمبيوتر اللوحي), دوار (تجفيف الرش).
- المواصفات: 316L من الفولاذ المقاوم للصدأ أو جسم PTFE; ساغر يعني القطر (SMD) = 2-5 ميكرون (البخاخات); التصميم المعقم متوافق مع FDA 21 جزء CFR 177; البناء الخالي من المناطق الميتة للاستخدام العقيم.
- الشرط الحاسم: حجم قطرة <5 ميكرون لاختراق أنسجة الرئة العميقة; الامتثال الكامل ل 3-معايير صحية و eHedg من أجل سلامة الأغذية/الأدوية.
السيارات والتصنيع
- استخدام الحالة: لوحة السيارات, طلاء الأجهزة, حقن وقود محرك الديزل.
- نوع الفوهة: الكهروستاتيكي (تلوين), بمساعدة الهواء (طلاء معدني), ضغوط الضغط (حقن الوقود).
- المواصفات: الألومنيوم أو الجسم 316L; SMD = 10-20 ميكرون (تلوين); كفاءة التصاق ≥90 ٪; AFR (نسبة الهواء إلى الوقود) = 10:1 لخطوط الطلاء.
- تأثير: يقلل من الخسائر المفرطة 40-50 ٪, خفض تكاليف المواد وانبعاثات المركبات العضوية المتطايرة.
الزراعة ومعالجة الأغذية
- استخدام الحالة: الرش مبيدات الآفات/مبيدات الأعشاب, رذاذ تجفيف مسحوق الحليب/القهوة, شمع سطح الفاكهة.
- نوع الفوهة: الكهروستاتيكي (رش المبيدات), دوار (تجفيف الرش), بمساعدة الهواء (طلاء).
- المواصفات: البولي بروبيلين أو الجسم 316L; SMD = 50-100 ميكرون (رش); معدل التدفق = 1-10 لتر/دقيقة; مقاومة عالية التآكل ضد الأسمدة والمكونات الغذائية الحمضية.
- تأثير: الفوهات الإلكتروستاتيكية تقلل من استخدام المبيدات 20-30 ٪ مع تحسين توحيد التغطية.
النظم الطاقة والبيئية
- استخدام الحالة: غلاية الوقود احتراق, تخلص من غاز المداخن (FGD), ترطيب النبات.
- نوع الفوهة: ضغوط الضغط (الاحتراق), دوار (FGD), الموجات فوق الصوتية (الترطيب).
- المواصفات: جسم كربيد السيراميك أو التنغستن; SMD = 50-100 ميكرون (الاحتراق); مقاومة درجات الحرارة العالية تصل إلى 1000درجة مئوية; نطاق معدل التدفق = 10-100 لتر/دقيقة (FGD).
- تأثير: الفوهات الذرات الدوارة في FGD تحقيق >95% إزالة so₂, مقابلة طبقة EPA 4 معايير الانبعاثات.
معالجة المعادن ومسحوق
- استخدام الحالة: تنقل المعادن المنصهرة لدعم المعادن, رش التبريد في صب مستمر, طلاء السطح.
- نوع الفوهة: تنقل الغاز (مسحوق المعادن), الدوارة المبردة بالماء (الرش صب), بمساعدة الهواء (طلاء الرش الحراري).
- المواصفات: سبائك عالية الجودة مقاوم للصدأ أو حراري; التحكم في حجم الجسيمات = 10-200 ميكرون (مساحيق معدنية); معدل التبريد >10⁴ k/s للبنية المجهرية الدقيقة.
- تأثير: يتيح مساحيق التصنيع الإضافية (غير القابل للصدأ, التيتانيوم, سبائك النيكل) مع ارتفاع كروية ومحتوى الأكسجين المنخفض.
9. المزايا والقيود
توفر الفوهات المرسلة فوائد أداء فريدة في عمليات معالجة السوائل ورشها, لكنهم يأتون أيضًا مع تحديات تشغيلية.
مزايا الفوهات الذروة
السيطرة الدقيقة للقطرات
- قادرة على إنتاج قطرات موحدة من 2 μM (البخاخات الطبية بالموجات فوق الصوتية) ل 200 μM (تجفيف الرش الصناعي).
- يتيح التغطية المحسنة وانخفاض استهلاك المواد.
التنوع عبر وسائل الإعلام
- يعالج السوائل مع اللزوجة من 1 CP (تشبه الماء) ل 500 CP (شراب, الطلاء).
- يمكن أن تنقل الوقود, المواد الكيميائية, الملاط, المكونات الغذائية, والبيولوجيا.
الكفاءة في استخدام الموارد
- التصميمات الإلكتروستاتيكية والمساعدة الهواء تقلل من الزائد عن طريق 20-50 ٪, خفض تكاليف المواد والطاقة.
- يحسن إنتاجية النظام عن طريق تقليل النفايات.
أداء العملية المحسنة
- في الاحتراق: تعمل القطرات الأصغر على تحسين الخلط, زيادة الكفاءة الحرارية ما يصل الى 10%.
- في الزراعة: القطرات الدقيقة تعزز ترسب المبيدات على الأوراق, تقليل خسائر الجريان السطحي.
التوافق مع البيئات القاسية
- متوفر في مواد مثل 316ل الفولاذ المقاوم للصدأ, كربيد التنغستن, والسيراميك للتآكل العالي ومقاومة درجة الحرارة.
- خدمة مستمرة حتى 1000درجة مئوية في تطبيقات الطاقة والتطبيقات المعدنية.
حدود الفوهات الذرات
خطر انسداد
- فتحات غرامة (صغير يصل إلى 10-20 ميكرون) تكون عرضة للتوصيل عند التعامل مع الجسيمات أو الوسائط اللزجة دون ترشيح.
استهلاك الطاقة
- تتطلب فوهات الضغط والضغط بمساعدة الهواء طاقة مضغوطة أو طاقة ضخ عالية.
- مثال: قد تستهلك فوهة سائلة مزدوجة نموذجية 0.3-0.5 نانومتر/دقيقة من الهواء المضغوط لكل فوهة.
التآكل والتآكل
- الملاط جلخ (على سبيل المثال, في المعالجة المعدنية أو أنظمة FGD) تآكل نصائح فوهة, تغيير زاوية الرش وحجم قطرة.
- تونغستن كربيد ونصائح الخزف تخفيف ولكن لا تقضي على التآكل.
الصيانة والتوقف
- هناك حاجة إلى التنظيف والتفتيش المنتظم للحفاظ على جودة القطر.
- في أنظمة الصيدلة/الدرجة الغذائية, دورات تعقيم إضافية (CIP/SIP) زيادة التكلفة التشغيلية.
حساسية التكلفة
- تصاميم متقدمة (الموجات فوق الصوتية, الكهروستاتيكي, الدقة الدوارة) يمكن أن تكون أغلى بكثير من الفوهات التقليدية, الحد من التبني في القطاعات التي تعتمد على التكلفة.
10. مقارنة مع الفوهات الأخرى
| ميزة / نوع الفوهة | فوهة ذرية | رش فوهة | فوهة نفاثة | فوهة الهواء |
| الوظيفة الأساسية | يكسر السائل إلى قطرات دقيقة للطلاء, الاحتراق, أو الترطيب | توزيع السوائل العامة, تبريد, تنظيف | طائرة سائل عالية السرعة للقطع, تنظيف, أو الدفع | يوجه الهواء المضغوط للتجفيف, تهب, أو حركة المواد |
| قطيرة / حجم الجسيمات | 2-200 ميكرون (اعتمادا على النوع) | 50-500 ميكرون | لا ينطبق (تيار مستمر) | الهواء فقط, لا قطرات |
| نطاق معدل التدفق | 0.1-100 ل/دقيقة | 1-200 ل/دقيقة | 0.5-150 ل/دقيقة | 0.1-50 نانومتر/دقيقة |
| متطلبات الضغط | 1-50 بار (سائل); 2-10 بار الماء (التوأم السائل) | 0.5-20 بار | 1-40 بار | 2-8 بار |
| نمط الرش | مخروط كامل, مخروط جوفاء, مروحة مسطحة, شَبُّورَة, ذبح جيد | مستوي, مخروط, معجب | تدفق / طائرة | مروحة أو تدفق الهواء الموجه |
خيارات المواد |
316ل ss, السيراميك, كربيد التنغستن, PTFE | النحاس, الفولاذ المقاوم للصدأ, البلاستيك | الفولاذ المقاوم للصدأ, النحاس | الألومنيوم, الفولاذ المقاوم للصدأ, البوليمر |
| الأنسب ل | طلاء, الاحتراق, الترطيب, فارما/الطعام | تبريد, الري, غسل, طلاء بسيط | تنظيف, قطع, الدفع | تجفيف, تبريد, النقل المادي |
| المزايا | التحكم في قطرة غرامة, تغطية موحدة, كفاءة العملية | تسهيل التثبيت, تكلفة معتدلة | تأثير عالي, دفق دقيق | بسيط, فعالة من حيث التكلفة, آمن |
| القيود | عرضة للانسداد, تكلفة أعلى, كثافة الصيانة | قطرات خشونة, محدودة التحكم في العملية | غير مناسب للذراع | لا يمكن أن تنقل السوائل |
11. الخلاصة - الوجبات السريعة
الفوهات المرسلة هي مكونات مركزية في العديد من النظم الصناعية والتجارية.
التحدي الهندسي هو تعيين أهداف العملية (تبخر, رد فعل, ترسب) ل برش المعلمات (SMD, نمط, إنتاجية) ثم حدد أو تصميم فوهة هندسةها ومغلف التشغيل تقدم تلك المعلمات بشكل موثوق واقتصادي.
إعطاء الأولوية للمواصفات المبكرة لـ SMD, تدفق, ضغط, وخصائص السوائل; دمج تخطيط الترشيح والصيانة; والنظر في التصنيع المتقدم أو الأجهزة الذكية لقيمة عالية, تطبيقات عالية الدقة.
الأسئلة الشائعة
ما هو SMD ولماذا هو مهم?
SMD (ساغر يعني القطر) هو متوسط القطر إلى السطح; إنه المقياس الفردي الأكثر فائدة للعمليات التي تحركها مساحة السطح (تبخر, التفاعل الكيميائي).
كيف يمكنني تقليل حجم القطر?
زيادة طاقة الذرة: رفع الضغط السائل, زيادة مساعدة الهواء/البخار, زيادة ALT في فوهات التوأم السائلة, أو قم بالتبديل إلى التكنولوجيا بالموجات فوق الصوتية/الإلكتروستاتي.
كيف يمكنني منع انسداد الفوهة?
تدفقات تغذية المرشح إلى حجم الجسيمات أصغر بكثير من فتحة الفوهة (حكم الإبهام: مرشح شبكة ≤ 1/3 قطر الفتحة), استخدام تصميمات التنظيف الذاتي, أو تثبيت أنظمة التدفق الخلفي.
متى يجب أن أختار الانحلال بالموجات فوق الصوتية?
عندما تكون معدلات التدفق المنخفضة, توزيعات قطرات ضيقة للغاية وقص منخفض (معالجة لطيفة) مطلوب - على سبيل المثال, البخاخات الطبية, جرعات العطر, الكبش الدقيق.
هل الفوهات الإلكتروستاتيكية أفضل دائمًا للطلاء?
إنهم يحسنون كفاءة النقل ويقللون من المفرط ولكنهم يتطلبون ركائز موصلة أو شروط الشحن المدارة بعناية; أمان (الشرر) يجب النظر مع الطلاءات القابلة للاشتعال.







