Šuplja konusna mlaznica | Precizno lijevanje & OEM rješenja

1. Uvod

Šuplja konusna mlaznica visoko je specijalizirana komponenti koje se bave tekućinom koje igraju neophodnu ulogu u industrijama koje zahtijevaju fina atomizacija, Visoki omjeri površine i volumena, i učinkovit kontakt plina i tekućine.

Za razliku od punih dizajna konusa ili ravnih ventilatora, šuplje konusne mlaznice generiraju Annularni uzorak spreja s relativno malim kapljicama koncentriranim duž kružnog pojasa, ostavljajući središnju osi razmjerno suho.

To ih čini preferiranim izborom za ovlaživanje, isparavno hlađenje, pilinga, prskanje pesticidima, i procesi izgaranja.

2. Što je šuplja konusna mlaznica?

A šuplji konus kamenca je precizni uređaj za sprej dizajniran za transformaciju tekućih toka u fino atomizirano, Uzorak spreja u obliku prstena.

Za razliku od punih konusnih mlaznica, koji distribuiraju kapljice kroz čitav volumen konusa, šuplje konus koncentrat tekućine tekućine prvenstveno duž periferni anulus, napuštajući centar relativno suhog.

Ova jedinstvena geometrija čini ih posebno učinkovitim u aplikacijama koje zahtijevaju fina atomizacija, Brzo isparavanje, i velike površine interakcije plina - tekućine.

Princip rada

Temeljna operacija mlaznice šuplje konusa oslanja se na Indukcija tekućih vrtloga:

• Kovitlanje indukcije: Fluid ulazi u tijelo mlaznice kroz jedan ili više tangencijalnih kanala, spiralni žljebovi, ili umetak za vrtlogu.
• Vortex formiranje: Tekućina dobiva kutni zamah, formirajući brzo rotirajući tekući film unutar komore.
• Formiranje lista: Kako tekućina izlazi kroz precizno obrađena otvor, širi se prema van zbog centrifugalne sile, Stvaranje tankog prstenastog tekućeg lista.
• Atomizacija: Ovaj se list razbija pod aerodinamičkim nestabilnostima smicanja i površinske napetosti, tvoreći prsten finih kapljica u konusnom uzorku.

Definiranje karakteristika

• Geometrija raspršivanja: Konus sa šupljim unutrašnjošću, obično s kutovima od 40° do 140 °.
• Veličina kapljica: Fina atomizacija, često u 10–200 µm raspon, Ovisno o dizajnu tlaka i mlaznica.
• Distribucija: Ujednačena gustoća kapljica duž oboka konusa, Idealno za procese koji zahtijevaju čak i perifernu pokrivenost.
• Hidrodinamika: Visoki Weberovi brojevi (Mi > 100) U radnim rasponima potvrđuju da prekid kapljica dominiraju inercijalne sile, a ne površinske napetosti.

Zašto je važan "šuplji" oblik

• Hlađenje & Ovlaživanje: Maksimizira površinu za toplinu i prijenos mase.
• Sušenje raspršivanjem & Izgaranje: Povećava stopu isparavanja zbog manjih kapljica.
• Pilinga & Tretiranje plina: Osigurava visoku učinkovitost kontakta u apsorpcijskim sustavima.

3. Fizika prskanja & Metrike performansi

Ključne metrike

• Kut prskanja (40° -140 °): Definira širinu pokrivanja.
• Brzina protoka (Q): Upravljao promjerom otvora i diferencijalom tlaka (Q ∝ √δp).
• Veličina kapljica (D32, VMD): Obično 10–200 µm, presudno za isparavanje i kontrolu odljeva.
• Ujednačenost distribucije: Određuje kako se ravnomjerno taloži duž prstenastog prstena.
• Udarna snaga: Umjereno u usporedbi s ravnim ventilatorima ili punim konusima, čineći ih prikladnim za hlađenje i ovlaživanje, ali ne i teško čišćenje.

Fluidna dinamika uvida

Pri operativnim pritiscima gore 5 bar, Reynoldsovi brojevi prelaze 10⁴, Osiguravanje turbulentnih uvjeta.

A Weber broj (omjer inercijalnih i površinskih napetosti) često premašuje 100, Potvrđujući to Aerodinamičke sile dominiraju u raspadama, Ponovo fino, stabilne kapljice.

4. Materijali & Razmatranja metalurgije

5. Vrste i unutarnje geometrije šupljih konusnih mlaznica

Hollow cone nozzle can be broadly categorized by how they generate the swirling flow that forms the annular spray.

The choice of internal geometry determines spray angle, Veličina kapljica, otpor za začepljenje, I ukupni učinak.

Spiralne mlaznice

• Dizajn: Uses a continuous spiral cut or helical groove machined into the nozzle body.
  Liquid flows along the spiral path, breaking into fine streams at each edge, which collectively form a hollow cone spray. No dedicated swirl chamber is required, making the design simple yet highly effective.
• Značajke: Izuzetno širok kut prskanja (do 180 °); Nema unutarnje komore.
• Prednosti: Minimalno začepljenje; dobro obrađuje prljave tekućine i kaše.
• Prijave: Plinsko pročišćavanje, rashladne tornjeve, suzbijanje vatre, kontrola prašine.

Aksijalne mlaznice

• Dizajn: Uključuje vrtložnu komoru smještenu neposredno iza izlaznog otvora.
  Tekućina ulazi aksijalno i vodi se u rotaciju spiralnim utora ili vrtložnim umetanjem, Stvaranje vrtloga prije pražnjenja.
  Geometrija komore (cilindričan ili stožast) Kontrolira ujednačenost raspršivanja i veličine kapljica.
• Značajke: Dobro definiran, Tanki šuplji konus sprej s finom veličinom kapljica.
• Prednosti: Visoka uniformnost, Precizno pokrivanje; kompaktna geometrija.
• Prijave: Kemijski reaktori, ovlaživanje, sušenje raspršivanjem.

Tangencijalne ulazne mlaznice

• Dizajn: Sadrži jedan ili više tangencijalnih ulaznih priključaka na strani mlaznice, Prisiljavanje tekućine da se brzo okrene unutar cilindrične komore.
  Rezultirajući vrtlog izlazi kroz okrugli otvor, formiranje uzorka šupljeg konusa. Veličina i broj tangencijalnih priključaka diktiraju stabilnost protoka i raspodjelu kapljica.
• Značajke: Jaki vrtlog s visokim smicanjem, stvarajući usku distribuciju kapljica.
• Prednosti: Vrlo stabilan uzorak spreja; učinkovit s tekućinama niske i srednje viskoznosti.
• Prijave: Hlađenje na plin, prskanje pesticidima, površinski premaz.

Lopata (Umetnuti) Mlaznice

• Dizajn: Koristi uklonjivi unutarnji umetak za lopaticu smješten prije otvora za mlaznicu. Vane ima više kutnih utora ili noževa koji prenose kontrolirano vrtloge za tekućinu.
  Geometrija lopatice (širina utora, kut, računati) izravno utječe na kut prskanja i veličinu kapljica, i umetke se mogu zamijeniti kako bi se prilagodile performanse.
• Značajke: Podesiva veličina kapljice pomoću geometrije vane; otvor lako zamjenjiv.
• Prednosti: Uslužni dizajn; prilagođeni izvedba; lakše održavanje.
• Prijave: Prerada hrane, desulfurizacija dimnjaka (FGD), Precizno hlađenje.

Multi-Orifece šuplje konusne mlaznice

• Dizajn: Sastoji se od nekoliko malih otvora raspoređenih obodno oko lica mlaznice.
  Svaki otvor emitira fini mlaz koji je dio cjelokupnog spreja za šuplje konus, kombiniranje u jednolični prstenasti uzorak.
  Dizajn omogućava skaliranje kapaciteta protoka jednostavnim podešavanjem broja i veličine otvora.

  

• Značajke: Visoke protoke s raspodijeljenim strujama kapljica.
• Prednosti: Dobra suvišnost; nastavlja funkcionirati čak i ako jedan otvori začepljuje.
• Prijave: Hlađenje velikog kapaciteta, navodnjavanje velikih razmjera, suzbijanje vatre.

6. Metode proizvodnje i kontrole kvalitete šupljih konusnih mlaznica

Metode proizvodnje

Precizno lijevanje

• Proces: Uporaba casting (Izgubljeni vosak) ili precizni kasting pijeska. Izrađen je voštani model mlaznice, obložena keramičkom suspenzijom, zatim se rastopilo da tvori šupljinu plijesni.
  Rastopljena legura (Npr., nehrđajući čelik, Hastelloj, ili keramika) ulijeva se, učvršćen, i završeno obradom ili mljevenjem.
• Prednosti: Sposoban za proizvodnju zamršenih unutarnjih komora i velikih, jednodijelni dizajn; Izvrsno za visokotemperaturno ili korozivno okruženje.
• Prijave: Piling za proizvodnju energije, kemijski reaktori, i velike rashladne tornjeve.

CNC obrada

• Proces: Započinje s čvrstim zalihama ili kovanim prazninama. Višestruka os CNC okretanje i mljevenje strojevi režu precizne geometrije, uključujući otvor, lopata, i vrtloška komora.
  Konačno poliranje i odbijanje uklanjaju burre i osigurajte uske tolerancije (± 0,01 mm).
• Prednosti: Točnost visoke dimenzije, Izvrsna ponovljivost, i fleksibilnost za nisku- do proizvode srednjeg volumena.
• Prijave: Sušenje farmaceutskim sprejom, Sanitarne mlaznice hrane, hlađenje plinske turbine.

Puder metalurgija & Sintering

• Proces: Fini prah metala (nehrđajući čelik, volfram karbid) ili keramika (glinica, cirkonija) prešaju se u matricu pod visokim tlakom (200–800 MPa), zatim sinterirano na 1.000–1,500 ° C.
  Sekundarno završetak poput mljevenja ili laserskog bušenja stvara otvor.
• Prednosti: Proizvodi izuzetno teško, Materijali otporni na habanje; Omogućuje blisku kontrolu poroznosti i mikrostrukture.
• Prijave: Prskanje abrazivnog suspenzija, desulfurizacija kotla na ugljen, rudarska i cementna industrija.

Injekcijsko prešanje (Polimeri & Kompoziti)

• Proces: Termoplastika (Npr., PP, PVDF, najlon) ili se konstruirani kompoziti rastope i ubrizgavaju u čelične kalupe pod visokim tlakom.
  Hlađenje učvršćuje dio, koji mogu zahtijevati deflashing ili površinski tretman. Pojačanja stakla ili ugljičnih vlakana mogu se dodati za čvrstoću.
• Prednosti: Niskobudžetni, skalabilna masovna proizvodnja; lagan i otporan na koroziju; Širok raspon oblika ostvariv.
• Prijave: Poljoprivredno prskanje, jednokratno kemijsko rukovanje mlaznice, Doziranje vode.

Aditivna proizvodnja (3D Tisak)

• Proces: Izrada sloja po sloju koristeći Selektivno taljenje lasera (SLM) za metale ili veziva/stereolitografija za keramiku/polimeri.
  Omogućuje izradu složenih komora s vrtlovima nalik rešetkama i nelinearne staze protoka koji poboljšavaju atomizaciju. Naknadna obrada (toplotna obrada, poliranje) poboljšava izdržljivost i završetak.
• Prednosti: Omogućuje dizajniranje nemogućih uz tradicionalnu obradu; brzo prototipiranje; Prilagodba male serije.
• Prijave: Aerospace hlađenje kanala, farmaceutski atomizer, R&D novih geometrija spreja.

Površinska obrada & Toplotna obrada

• Proces: Nakon formiranja, mlaznice se podvrgavaju završetku poput poliranje, udaranje, Ili lapping Za glatke unutarnje površine.
  Toplinski tretmani (karburizirajući, nitriranje, ili gašenje & odmrzavanje) Povećati tvrdoću.
  Premazi poput PTFE, keramički, ili se tvrdi kromi primjenjuju za smanjenje trenja i poboljšanje otpornosti na kemijsku/abraziju.
• Prednosti: Proširuje život, smanjuje začepljujući rizik, i povećava dosljednost performansi.
• Prijave: Postrojenja za kemijsku preradu, Sustavi za suzbijanje požara, morsko okruženje.

Osiguranje kvalitete

• Dimenzionalni pregled (Cmm, optička metrologija).
• Ispitivanje uzorka za sprej (rešetke za prikupljanje, fotografsko mapiranje).
• Karakterizacija veličine kapljica (Laserska difrakcija, PDPA).
• Materijalno certificiranje (MTCS, Ispitivanje korozije/erozije).

7. Prednosti & Ograničenja šupljih konusnih mlaznica

Ključne prednosti

• Pokrivenost perimetra: Annularni sprej smanjuje uporabu tekućine i izbjegava prenasićenost.
• Svestran: Djeluje s tekućinama niske viskoznosti do umjerenih kaša; Raspon tlaka 1–100 bara.
• Začepiti & Otporan na eroziju: Veći otvori i vrtloge sprječavaju blokadu.
• Nizak utjecaj površine: Nježno na osjetljivim površinama dok osigurava pokrivanje.
• Energetski učinkovit: Za sličnu pokrivenost zahtijeva manje snage pumpanja od punog konusa ili čvrstog toka.

Kritična ograničenja

• Središnja mrtva zona: Netaknuto središte neprikladno za pokrivanje punih područja.
• Osjetljivost tlaka: Kut prskanja i veličina kapljica mijenjaju se fluktuacijama tlaka.
• Niži utjecaj: Nije idealno za abrazivno čišćenje ili teške aplikacije.
• Ograničenje visoke viskoznosti: Tekućina >5,000 CP trebaju veći tlak ili grijane mlaznice.
• Održavanje potrebno: Kowrl lopatice mogu akumulirati naslage; Potrebno periodično čišćenje.

8. Industrijska primjena mlaznice šupljeg konusa

Šuplja konusna mlaznica naširoko se koristi gdje pokrivenost perimetra, jednolično vlaženje, i kontrolirana veličina kapljica su kritični. Ključne prijave uključuju:

Poljoprivreda & Hortikultura

• Čak i pesticid, herbicid, i distribucija gnojiva oko biljaka.
• Smanjuje kemijsku upotrebu za 10–20% u usporedbi s mlaznicama s ravnim ventilatorima.

Hlađenje & Ovlaživanje

• Rashladne tornjeve, HVAC ovlaživači, i sustavi za maglu staklenika.
• Osigurava jednoličnu pokrivenost bez preopterećenih površina.

Zaštita od požara & Suzbijanje

• Sprej u obliku prstena pokriva osjetljivu opremu i područja perimetra.
• Kompatibilni s NFPA sustavima prskalicama koji su odobreni.

Industrijsko čišćenje

• Lagano pranje ili ispiranje osjetljive opreme i transportera.
• Smanjuje oštećenje udara u usporedbi s punim konusom ili čvrstim strujama sprejeva.

Suzbijanje prašine & Rukovanje materijalom

• Rudarstvo, cement, i skupni materijali za kontrolu prašine u zraku.
• Učinkovito vlaženje perimetra sprječava bijeg čestica.

Kemijski & Industrija procesa

• Spraj reaktora, plinsko pročišćavanje, i kemijsko doziranje.
• Pruža ujednačenu prstenastu pokrivenost, minimiziranje mrtvih zona.

9. Usporedba s konkurentnim tipovima mlaznica

Sažetak:

• Šuplje konusne mlaznice izvrsno u Pokrivenost perimetra i aplikacije s malim utjecajem.
• Pune konusne mlaznice su najbolji za ujednačen, sprejeni sprejevi.
• Mlaznice s ravnim ventilatorima su idealni za linearna površinska pokrivenost.
• Mlaznice od čvrste struje pružiti čišćenje ili rezanje visoke sile, ali ograničeno pokrivanje područja.

10. Zaključak

Šuplje konusne mlaznice su precizni alati koji redefiniraju učinkovitost u interakcijama plina-tekućine, hlađenje, i precizno doziranje.

Njihov prstenasti uzorak prskanja - inženjeriran dinamikom Vortex Fluid -a - dodjeljuje neusporedivu površinu i učinkovitost kontakta, čineći ih neophodnim u industrijama od proizvodnje električne energije do farmaceutskih proizvoda.

Kao što industrija daje prioritet održivosti i pametnim operacijama, Šuplja konusna mlaznica nastavit će se razvijati - integrirajući IoT senzore, 3Printina s ispisanom, i ekološki prihvatljivi materijali.

Za inženjere i kupce, Uspjeh leži u razumijevanju tehničkih nijansi dizajna, odabir materijala, i održavanje - usklađivanje specifikacija mlaznica s aplikacijom mora optimizirati troškove performansi i životnog ciklusa.

Česta pitanja

Koji materijal bih trebao koristiti za šuplje konus mlazcu u 98% sumporna kiselina?

PTFE ili Hastelloy C276. PTFE odupire 98% Sumporna kiselina do 260 ° C sa radni vijek od 3–4 godine.

Hastelloy C276 preferira se za aplikacije visokog pritiska (≥50 bara) Zbog svoje superiorne snage (zatečna čvrstoća = 724 MPA). Mesing ili 316L će se korodirati u roku od 3–6 mjeseci.

Mogu šuplje konusne mlaznice upravljati tekućinama visoke viskoznosti (Npr., motorno ulje, 3,000 cP)?

Da, s modifikacijama:

(1) Koristite mlaznicu za vrtlogu s otvorom od 2–3 mm (Veći otvori smanjuju začepljenje);

(2) Zagrijte tekućinu na 60 ° C (smanjuje viskoznost na ~ 1.000 cp);

(3) Povećati pritisak na 20–30 bara (vs. 10 bar za vodu) Za održavanje DV50 = 80–100 µm.

Koliko često trebam očistiti šuplje konusne mlaznice koje se koriste u pročišćavanju otpadnih voda (5% krutih tvari)?

Tjedni. Krute tvari u otpadnim vodama (5%) začepljuju otvore brže od čiste tekućine.

Čisti natapanjem u a 5% otopina limunske kiseline (30 minute) i četkanje mekom najlonskom četkom. Instalirati a 10 μm inline filter za proširenje intervala čišćenja na dva tjedna.

Koji je tipičan radni vijek mlaznice šuplje konusa u pročišćavanju plina?

2–3 godine za 316L mlaznice, 4–5 godina za hastelloy ili keramičke mlaznice.

Čimbenici koji smanjuju život:

(1) Kemijska abrazija (Npr., čišćenje so₂ s kaustičnom sodom);

(2) Trošenje čestica (Npr., leti pepeo u ispušnim plinovima elektrane);

(3) Loše održavanje (rijetko čišćenje). Produžite život pomoću keramičkih mlaznica i čišćenja mjesečno.