نازل مخروط توخالی | ریخته گری & راه حل های OEM

1. مقدمه

نازل مخروط توخالی یک مؤلفه های کاملاً تخصصی برای زیست محیطی است که نقش مهمی در صنایع مورد نیاز دارند اتمیزاسیون ریز, نسبت سطح به حجم بالا, و تماس کارآمد گاز و مایع.

برخلاف طرح های کامل مخروط یا فن مسطح, نازل های مخروطی توخالی تولید می کنند الگوی اسپری حلقوی با قطرات نسبتاً کوچک در امتداد یک باند دایره ای متمرکز شده است, ترک محور مرکزی نسبتاً خشک است.

این باعث می شود آنها به عنوان انتخاب ترجیحی برای رطوبت, خنک کننده تبخیر, شستشو, سم زدایی سموم دفع آفات, و فرآیندهای احتراق.

2. نازل مخروطی توخالی چیست?

بوها مخروط توخالی نازل یک دستگاه اسپری با مهندسی دقیق است که برای تبدیل یک جریان مایع به یک اتمی ریز طراحی شده است, الگوی اسپری حلقه ای شکل.

برخلاف نازل های مخروطی کامل, که قطرات را در کل حجم مخروط توزیع می کنند, نازل مخروط توخالی قطرات مایع در درجه اول در امتداد حلقه دور, ترک مرکز نسبتاً خشک.

این هندسه منحصر به فرد باعث می شود که آنها در برنامه های مورد نیاز به ویژه مؤثر باشند اتمیزاسیون ریز, تبخیر سریع, و سطوح تعامل بزرگ گاز و مایع.

اصل کار

عملکرد اساسی یک نازل مخروط توخالی به القاء چرخش مایع:

• القاء چرخش: مایع از طریق یک یا چند کانال مماس وارد بدن نازل می شود, شیارهای مارپیچی, یا درج چرخش.
• گرداب تشکیل: مایع حرکت زاویه ای را به دست می آورد, تشکیل یک فیلم مایع به سرعت در حال چرخش در داخل محفظه چرخش.
• تشکیل ورق: همانطور که مایع از طریق یک دهانه دقیقاً ماشین آلات خارج می شود, به دلیل نیروی گریز از مرکز به بیرون گسترش می یابد, ایجاد یک ورق مایع حلقوی نازک.
• اتم سازی: این ورق در زیر برشی آیرودینامیکی و بی ثباتی تنش سطحی شکسته می شود, تشکیل حلقه ای از قطرات ریز در یک الگوی مخروطی.

مشخصات

• هندسه اسپری: مخروطی با فضای داخلی توخالی, به طور معمول با زوایا از 40° تا 140 درجه.
• اندازه قطره: اتمیزاسیون ریز, اغلب در 10دامنه –200 میکرومتر, بسته به طراحی فشار و نازل.
• توزیع: چگالی قطرات یکنواخت در امتداد محیط مخروط, ایده آل برای فرآیندهای حتی پوشش محیطی.
• هیدرودینامیک: اعداد وبر بالا (ما > 100) در محدوده عملیاتی تأیید می کند که تجزیه قطرات به جای تنش سطحی تحت تأثیر نیروهای اینرسی قرار می گیرد.

چرا شکل "توخالی" اهمیت دارد

• خنک کننده & رطوبت: مساحت سطح را برای انتقال گرما و جرم به حداکثر می رساند.
• خشک کردن اسپری & احتراق: میزان تبخیر را به دلیل قطرات کوچکتر افزایش می دهد.
• شستشو & تصفیه گاز: راندمان تماس بالا در سیستم های جذب کننده را تضمین می کند.

3. فیزیک اسپری & معیارهای عملکرد

معیارهای کلیدی

• زاویه اسپری (40° -140 درجه): عرض پوشش را تعریف می کند.
• میزان جریان (سعدی): با قطر دهانه و دیفرانسیل فشار اداره می شود (q ∝ √ΔP).
• اندازه قطره (D32, VMD): به طور معمول 10-200 میکرومتر, برای تبخیر و کنترل رانش بسیار مهم است.
• یکنواختی توزیع: تعیین می کند که چگونه مایع به طور مساوی در طول حلقه حلقوی واریز می شود.
• نیروی ضربه: متوسط ​​در مقایسه با فن های مسطح یا مخروط های کامل, آنها را برای خنک کننده و رطوبت مناسب اما تمیز کردن سنگین انجام نمی دهد.

بینش دینامیک سیال

در فشارهای عملیاتی بالا 5 نوار, اعداد رینولدز بیش از 10⁴, تضمین شرایط آشفته.

در شماره وبر (نسبت نیروهای تنش به سطح اینرسی) اغلب فراتر از 100, تأیید آن نیروهای آیرودینامیکی حاکم بر شکست هستند, خوب است, قطرات پایدار.

4. مواد & ملاحظات متالورژی

5. انواع و هندسه های داخلی نازل مخروطی توخالی

نازل مخروطی توخالی را می توان با نحوه تولید جریان چرخش که اسپری حلقوی را تشکیل می دهد ، به طور گسترده طبقه بندی شود.

انتخاب هندسه داخلی زاویه اسپری را تعیین می کند, اندازه قطره, مقاومت در برابر گرفتگی, و عملکرد کلی.

نازل های مارپیچی

• طراحی: از یک برش مارپیچی مداوم یا شیار مارپیچی که در بدن نازل ساخته شده است استفاده می کند.
  جریان مایع در طول مسیر مارپیچ, در هر لبه به جریانهای ریز شکستن, که در مجموع یک اسپری مخروطی توخالی تشکیل می دهند. هیچ محفظه ای اختصاصی چرخش لازم نیست, طراحی ساده و در عین حال بسیار مؤثر.
• ویژگی: زاویه اسپری بسیار گسترده (تا 180 درجه); بدون محفظه چرخش داخلی.
• مزایا: گرفتگی حداقل; مایعات کثیف را به خوبی کنترل می کند.
• برنامه: شستشوی گاز, برج های خنک کننده, سرکوب آتش سوزی, کنترل گرد و غبار.

نازل های چرخشی محوری

• طراحی: شامل یک محفظه چرخش است که مستقیماً در پشت دهانه خروجی قرار دارد.
  مایع به صورت محوری وارد می شود و توسط شیارهای مارپیچی یا درج چرخش به چرخش هدایت می شود, ایجاد گرداب قبل از ترخیص.
  هندسه محفظه (استوانه یا مخروطی) یکنواختی اسپری و اندازه قطرات را کنترل می کند.
• ویژگی: کاملاً تعریف شده, اسپری مخروط توخالی نازک با اندازه قطرات ریز.
• مزایا: یکنواختی, پوشش دقیق; هندسه فشرده.
• برنامه: راکتورهای شیمیایی, رطوبت, خشک کردن اسپری.

نازل های ورودی مماس

• طراحی: دارای یک یا چند درگاه ورودی مماس در سمت نازل است, وادار کردن مایعات به سرعت در داخل یک محفظه چرخش استوانه ای می چرخد.
  گرداب حاصل از یک دهانه دور خارج می شود, تشکیل الگوی مخروط توخالی. اندازه و تعداد درگاه های مماس ثبات جریان و توزیع قطرات را نشان می دهد.
• ویژگی: گرداب قوی با برشی بالا, تولید توزیع قطرات باریک.
• مزایا: الگوی اسپری بسیار پایدار; با مایعات ویسکوزیته کم و متوسط ​​موثر است.
• برنامه: خنک کننده گاز, سم زدایی سموم دفع آفات, روکش سطحی.

از نوع روتین (درج کردن) نازل

• طراحی: در درج داخلی قابل جابجایی قرار دارد که قبل از دهانه نازل قرار گرفته است. پره دارای چندین شکاف یا تیغه زاویه دار است که حرکت چرخش کنترل شده را به مایع منتقل می کند.
  هندسه (عرض شکاف, زاویه, شمردن) به طور مستقیم بر زاویه اسپری و اندازه قطرات تأثیر می گذارد, و درج ها را می توان برای سفارشی سازی عملکرد تعویض کرد.
• ویژگی: اندازه قطرات قابل تنظیم توسط هندسه ون; دهانه به راحتی قابل تعویض است.
• مزایا: طراحی قابل استفاده; عملکرد مناسب; نگهداری آسان تر.
• برنامه: فرآوری مواد غذایی, سولفوریزاسیون گاز دودکش (FGD), خنک کننده دقیق.

نازل های مخروطی توخالی چند ارگ

• طراحی: از چندین حفره کوچک که به صورت دور در اطراف صورت نازل قرار گرفته اند تشکیل شده است.
  هر دهانه یک جت خوب منتشر می کند که بخشی از اسپری مخروط توخالی کلی را تشکیل می دهد, ترکیب در یک الگوی حلقوی یکنواخت.
  این طرح با تنظیم فقط تعداد و اندازه دهانه ، مقیاس ظرفیت جریان را امکان پذیر می کند.

  

• ویژگی: نرخ جریان زیاد با جریان قطرات توزیع شده.
• مزایا: افزونگی خوب; عملکرد خود را ادامه می دهد حتی اگر یکی از دهانه ها مسدود شود.
• برنامه: خنک کننده با ظرفیت بالا, آبیاری در مقیاس بزرگ, سرکوب آتش سوزی.

6. روش های تولید و کنترل کیفیت نازل های مخروطی توخالی

روشهای تولیدی

ریخته گری

• فرآیند: کاربردهای سرمایه گذاری سرمایه گذاری (موم گمشده) یا ریخته گری ماسه ای دقیق. یک مدل موم از نازل ساخته شده است, روکش شده با دوغاب سرامیکی, سپس ذوب شد تا یک حفره قالب تشکیل شود.
  آلیاژ مذاب (به عنوان مثال, فولاد ضد زنگ, هستلووی, یا سرامیک) ریخته می شود, محکم, و با ماشینکاری یا سنگ زنی به پایان رسید.
• مزایا: قادر به تولید اتاق های پیچیده داخلی و بزرگ, طرح های یک تکه; عالی برای محیط های درجه حرارت بالا یا خورنده.
• برنامه: اسکرابرهای تولید برق, راکتورهای شیمیایی, و برج های خنک کننده در مقیاس بزرگ.

ماشینکاری CNC

• فرآیند: با سهام نوار جامد یا خالی های جعلی شروع می شود. چند محور چرخش CNC وت آسیاب کردن ماشین آلات هندسه های دقیق را برش می دهند, از جمله دهانه, شکاف, و اتاق چرخان.
  پولیش نهایی و افتخارآفرینی را از بین می برد و تحمل های محکم را تضمین می کند (01/0 میلی متر).
• مزایا: دقت ابعادی بالا, تکرارپذیری عالی, و انعطاف پذیری برای کم- به تولید با حجم متوسط.
• برنامه: خشک کردن اسپری دارویی, نازل های بهداشتی غذا, خنک کننده توربین گازی.

متالورژی پودر & پخت

• فرآیند: پودرهای ریز فلزات (فولاد ضد زنگ, کاربید تنگستن) یا سرامیک (الومین, زیرکونیا) تحت فشار زیاد به یک قالب فشار می یابند (200-800 MPa), سپس در دمای 1000-1،500 درجه سانتیگراد سینتر شد.
  پایان ثانویه مانند سنگ زنی یا حفاری لیزر باعث ایجاد دهانه می شود.
• مزایا: بسیار سخت تولید می کند, مواد مقاوم در برابر سایش; کنترل دقیق تخلخل و ریزساختار را امکان پذیر می کند.
• برنامه: پاشش دوغاب ساینده, دسولفوریزاسیون دیگ بخار زغال سنگ, صنایع معدن و سیمان.

قالب گیری تزریقی (پلیمرها & ترکیب)

• فرآیند: ترموپلاستیک (به عنوان مثال, PP, پی وی سی, نایلون) یا کامپوزیت های مهندسی شده با فشار زیاد ذوب می شوند و به قالب های فولادی تزریق می شوند.
  خنک کننده قسمت را جامد می کند, که ممکن است نیاز به خنثی سازی یا درمان سطحی داشته باشد. تقویت کننده های فیبر شیشه ای یا کربن می تواند برای استحکام اضافه شود.
• مزایا: کم هزینه, تولید انبوه مقیاس پذیر; سبک وزن و مقاوم در برابر خوردگی; طیف گسترده ای از اشکال قابل دستیابی.
• برنامه: اسپری کشاورزی, نازل دست زدن به شیمیایی یکبار مصرف, دوز تصفیه آب.

تولید افزودنی (3D چاپ)

• فرآیند: ساخت لایه به لایه با استفاده از ذوب لیزر انتخابی (SLM) برای فلزات یا اتصال دهنده/استریولیتوگرافی برای سرامیک/پلیمرها.
  اجازه می دهد تا از اتاق های چرخشی پیچیده مانند شبکه و مسیرهای جریان غیر خطی که اتمیزه سازی را تقویت می کند. پس از فرآیند (عملیات حرارتی, صیقل) دوام را بهبود می بخشد و پایان می یابد.
• مزایا: طرح های غیرممکن را با ماشینکاری سنتی غیرممکن می کند; نمونه سازی سریع; سفارشی سازی دسته کوچک.
• برنامه: کانال های خنک کننده هوافضا, اتمیزرهای دارویی, حرف&D هندسه های اسپری رمان.

تکمیل سطح & عملیات حرارتی

• فرآیند: پس از تشکیل, نازل ها دست به پایان می رسند مانند صیقل, حصیر, یا لپ زدن برای سطوح داخلی صاف.
  عملیات حرارتی (کربوهلینگ, نیتیدر, یا فرونشست & خویشاوند) سختی را تقویت کنید.
  پوشش هایی مانند PTFE, سرامامیک, یا کروم سخت برای کاهش اصطکاک و بهبود مقاومت شیمیایی/سایش اعمال می شود.
• مزایا: زندگی خدمات را گسترش می دهد, خطر گرفتگی را کاهش می دهد, و قوام عملکرد را افزایش می دهد.
• برنامه: گیاهان پردازش شیمیایی, سیستم های سرکوب آتش, محیط های دریایی.

تضمین کیفیت

• بازرسی بعدی (CMM, اندازه شناسی نوری).
• تست الگوی اسپری (شبکه های مجموعه, نقشه برداری عکاسی).
• خصوصیات اندازه قطره (پراش لیزر, PDPA).
• صدور گواهینامه (MTCS, آزمایش خوردگی/فرسایش).

7. مزایا & محدودیت های نازل مخروط توخالی

مزایای اصلی

• پوشش پیرامونی: اسپری حلقوی مصرف مایعات را کاهش می دهد و از اشباع بیش از حد جلوگیری می کند.
• همه کاره: با مایعات کم ویسکوزیته تا دوغاب متوسط ​​کار می کند; دامنه فشار 1-100 بار.
• مسدود کردن & مقاوم در برابر فرسایش: دهانه های بزرگتر و ون های چرخان مانع از انسداد می شوند.
• تأثیر سطح پایین: در ضمن اطمینان از پوشش ، روی سطوح ظریف ملایم است.
• کارآمد: برای پوشش مشابه به قدرت پمپاژ کمتری نسبت به مخروط کامل یا جریان جامد نیاز دارد.

محدودیت های بحرانی

• منطقه مرده مرکزی: مرکز غیر خیس نشده برای پوشش کامل در منطقه نامناسب.
• حساسیت به فشار: زاویه اسپری و اندازه قطرات با نوسانات فشار تغییر می کند.
• اثر کمتری: برای تمیز کردن ساینده یا کاربردهای سنگین ایده آل نیست.
• محدودیت ویسکوزیته بالا: مایعات >5,000 CP به فشار بالاتر یا نازل های گرم نیاز دارد.
• نگهداری مورد نیاز: ون های چرخش می توانند سپرده ها را جمع کنند; تمیز کردن دوره ای مورد نیاز است.

8. کاربردهای صنعتی نازل مخروط توخالی

نازل مخروطی توخالی به طور گسترده ای در جایی استفاده می شود پوشش پیرامونی, خیس شدن, و اندازه قطرات کنترل شده بسیار مهم هستند. برنامه های کلیدی شامل:

کشاورزی & باغبانی

• حتی سموم دفع آفات, علف کش, و توزیع کود در اطراف گیاهان.
• میزان مصرف شیمیایی را 10-20 ٪ در مقایسه با نازل های فن مسطح کاهش می دهد.

خنک کننده & رطوبت

• برج های خنک کننده, HVAC Humidifiers, و سیستم های مهار گلخانه ای.
• پوشش یکنواخت را بدون سطوح بیش از حد ساحلی تضمین می کند.

حفاظت از آتش & سرکوب

• اسپری حلقه ای به شکل تجهیزات حساس و مناطق محیطی را پوشش می دهد.
• سازگار با سیستم های آبپاش تأیید شده توسط NFPA.

نظافت صنعتی

• شستشوی سبک یا شستشوی تجهیزات ظریف و نوار نقاله.
• در مقایسه با اسپری های مخروطی کامل یا جریان جامد ، آسیب ضربه را کاهش می دهد.

سرکوب گرد و غبار & دست زدن به مواد

• معادن, سیمان, و امکانات مادی فله برای کنترل گرد و غبار موجود در هوا.
• مرطوب کننده محیط کارآمد از فرار ذرات جلوگیری می کند.

شیمیایی & صنایع فرآیند

• راکتورهای اسپری, شستشوی گاز, و دوز شیمیایی.
• پوشش حلقوی یکنواخت را فراهم می کند, به حداقل رساندن مناطق مرده.

9. مقایسه با انواع نازل رقیب

خلاصه:

• نازل های مخروطی توخالی تعالی در پوشش پیرامونی و برنامه های کم کار.
• نازل های مخروطی کامل برای بهترین هستند یکسان, اسپری های منطقه پر شده.
• نازل های فن مسطح ایده آل برای پوشش سطح خطی.
• نازل های جریان جامد تصویب کردن تمیز کردن یا برش با نیروی بالا, اما پوشش منطقه محدود.

10. پایان

نازل های مخروطی توخالی ابزاری دقیق هستند که بازده در تعامل با مایع گاز را تعریف می کنند, خنک کننده, و دوز دقیق.

الگوی اسپری حلقوی آنها - مهندسی از طریق دینامیک سیالات گرداب - سطح سطح بی نظیر و راندمان تماس, آنها را در صنایع از تولید برق گرفته تا دارویی ضروری می کند.

همانطور که صنایع پایداری و عملیات هوشمند را در اولویت قرار می دهند, نازل مخروط توخالی به تکامل خود ادامه خواهد داد - یکپارچه سازی سنسورهای IoT, 3سفارشی سازی چاپ شده D, و مواد سازگار با محیط زیست.

برای مهندسان و خریداران, موفقیت در درک تفاوت های ظریف فنی طراحی نهفته است, انتخاب مواد, و تعمیر و نگهداری - تطبیق مشخصات نازل با برنامه نیاز به بهینه سازی عملکرد و هزینه چرخه عمر دارد.

متداول

از چه ماده ای برای نازل مخروطی توخالی استفاده کنم 98% اسید سولفوریک?

PTFE یا Hastelloy C276. PTFE مقاومت می کند 98% اسید سولفوریک تا 260 درجه سانتیگراد با عمر خدمات 3-4 سال.

Hastelloy C276 برای برنامه های فشار قوی ترجیح داده می شود (≥50 بار) به دلیل قدرت برتر آن (مقاومت کششی = 724 MPA). برنج یا 316L طی 3-6 ماه خوردگی خواهد شد.

آیا نازل های مخروطی توخالی می توانند مایعات با ویسکوزیته بالا را کنترل کنند (به عنوان مثال, روغن موتوری, 3,000 CP)?

بله, با اصلاحات:

(1) از یک نازل پره ای چرخش با دهانه 2-3 میلی متر استفاده کنید (حفره های بزرگتر باعث کاهش گرفتگی می شوند);

(2) مایع را تا 60 درجه سانتیگراد گرم کنید (ویسکوزیته را به 1000 پوند پوند کاهش می دهد);

(3) فشار را به 20-30 بار افزایش دهید (در مقابل. 10 نوار برای آب) برای حفظ DV50 = 80-100 میکرومتر.

چند بار باید نازل مخروطی توخالی را که در تصفیه فاضلاب استفاده می شود تمیز کنم (5% جامد)?

هفتگی. مواد مخدر فاضلاب (5%) حفره های قلاب سریعتر از مایعات تمیز.

تمیز کردن با خیساندن در 5% محلول اسید سیتریک (30 دقایقی) و مسواک زدن با یک برس نایلون نرم. نصب a 10 فیلتر درون خطی μm برای گسترش فواصل تمیز کردن به دو هفته.

زندگی معمولی یک نازل مخروطی توخالی در شستشوی گاز چیست؟?

2-3 سال برای نازل 316L, 4-5 سال برای Hastelloy یا نازل های سرامیکی.

عوامل کاهش زندگی:

(1) سایش شیمیایی (به عنوان مثال, شستشو So₂ با سودا سوز آور);

(2) سایش ذرات (به عنوان مثال, پرواز خاکستر در نیروگاه اگزوز);

(3) نگهداری ضعیف (تمیز کردن نادر). زندگی را با استفاده از نازل های سرامیکی و تمیز کردن ماهانه گسترش دهید.