Üreges kúp fúvóka | Precíziós casting & OEM megoldások

1. Bevezetés

Az üreges kúp fúvóka egy nagyon speciális folyadék-atom-alkotóelemek, amelyek nélkülözhetetlen szerepet játszanak az iparágakban finom porlasztás, nagy felület-térfogatarányú arányok, és hatékony gáz -folyadék érintkezés.

Ellentétben a teljes kúpos vagy lapos ventilátor -mintákkal, üreges kúpos fúvókák generálnak egy gyűrű alakú permetezési minta A viszonylag kis cseppek egy kör alakú sáv mentén koncentrálódnak, a központi tengely viszonylag szárazon hagyja.

Ez teszi őket az előnyben részesített választássá párásítás, párolgási hűtés, súrolás, növényvédő szerek permetezése, és égési folyamatok.

2. Mi az üreges kúpos fúvóka?

A üreges kúp szórófej egy precízióval tervezett permetező eszköz, amelynek célja a folyékony áramlás finoman atomizált átalakítása, gyűrű alakú spray-mintázat.

A teljes kúpos fúvókáktól eltérően, amelyek elosztják a cseppeket a teljes kúpmennyiségen, üreges kúp fúvókakoncentrátum folyékony cseppek elsősorban a peripheral annulus, leaving the center relatively dry.

This unique geometry makes them particularly effective in applications requiring finom porlasztás, rapid evaporation, and large gas–liquid interaction surfaces.

Működési elv

The fundamental operation of a hollow cone nozzle relies on the induction of liquid swirl:

• Swirl Induction: Fluid enters the nozzle body through one or more tangential channels, helical grooves, or a swirl insert.
• Vortex Formation: The fluid acquires angular momentum, forming a rapidly rotating liquid film inside the swirl chamber.
• Lemezképződés: As the liquid exits through a precisely machined orifice, it spreads outward due to centrifugal force, creating a thin annular liquid sheet.
• Porlasztás: This sheet breaks up under aerodynamic shear and surface tension instabilities, forming a ring of fine droplets in a conical pattern.

A jellemzők meghatározása

• Spray Geometry: Kúp egy üreges belsővel, jellemzően a szögekkel 40° -140 °.
• Cseppméret: Finom porlasztás, gyakran a 10–200 μm tartomány, A nyomástól és a fúvóka kialakításától függően.
• Elosztás: Egységes cseppsűrűség a kúp kerület mentén, Ideális a perifériás lefedettséghez szükséges folyamatokhoz.
• Hidrodinamika: Magas weber számok (Mi > 100) Az üzemeltetési tartományokban megerősítik, hogy a cseppek széttörését a tehetetlenségi erők dominálják, nem pedig a felületi feszültség.

Miért számít az „üreges” alak

• Hűtés & Párásítás: Maximalizálja a hő- és tömegátvitel felületét.
• Permetező szárítás & Égés: Javítja a párolgási sebességet a kisebb cseppek miatt.
• Súrolás & Gázkezelés: Biztosítja az abszorpciós rendszerekben a magas érintkezési hatékonyságot.

3. Permetezési fizika & Teljesítménymutatók

Legfontosabb mutatók

• Permetezési szög (40° –140 °): Meghatározza a lefedettség szélességét.
• Áramlási sebesség (Q): A nyílás átmérője és a nyomáskülönbség irányítja (Q ∝ √δp).
• Cseppméret (D32, VMD): Általában 10–200 μm, elengedhetetlen a párolgás és a sodródás szabályozásához.
• Elosztási egységesség: Meghatározza, hogy az egyenletesen folyadékot helyezik el a gyűrűs gyűrű mentén.
• Ütközőerő: Mérsékelt a lapos ventilátorokhoz vagy a teljes kúphoz képest, Hűtéshez és párásításhoz, de nem a nagy teherbírású tisztításhoz nem megfelelővé teszi őket.

Folyadékdinamika betekintés

A fenti működési nyomáson 5 bár, A Reynolds számok meghaladják a 10⁴ -t, A turbulens körülmények biztosítása.

A Weber szám (inerciális és felszíni feszültségi erők aránya) gyakran meghaladja 100, megerősítve ezt Aerodinamikai erők uralják a szakadást, Finom, stabil cseppek.

4. Anyagok & Kohászat megfontolások

5. Az üreges kúpos fúvókák típusai és belső geometriái

Az üreges kúp fúvókát széles körben kategorizálhatják azzal, hogy miként generálják a gyűrűs spray -t alkotó kavargó áramlást.

A belső geometria megválasztása meghatározza a permetezési szöget, cseppméret, eltömődés ellenállás, és az általános teljesítmény.

Spirális fúvókák

• Tervezés: A fúvóka testébe megmunkált folyamatos spirálvágást vagy spirális horonyt használ.
  A folyadék a spirális út mentén áramlik, Minden élnél finom patakokba szakadni, amelyek együttesen üreges kúpos spray -t képeznek. Nincs szükség dedikált örvénykamra, a formatervezés egyszerűvé tétele, de nagyon hatékony.
• Jellemzők: Rendkívül széles permetezési szög (180 ° -ig); Nincs belső örvénykamra.
• Előnyök: Minimális eltömődés; A piszkos folyadékokat és a kaszákat jól kezeli.
• Alkalmazások: Gázmosás, hűtőtornyok, tűzcsökkentés, porvezérlés.

Tengelyirányú örvény fúvókák

• Tervezés: Magában foglalja a közvetlenül a kilépési nyílás mögött elhelyezkedő örvénykamrát.
  A folyadék tengelyirányban lép be, és spirális hornyok vagy kavargó betétek rotációjába kerülnek, Örvény létrehozása a kisülés előtt.
  A kamra geometria (hengeres vagy kúpos) Vezérlők A spray -egységesség és a cseppek mérete.
• Jellemzők: Jól definiált, Vékony üreges kúpos spray finom cseppmérettel.
• Előnyök: Magas egységesség, pontos lefedettség; kompakt geometria.
• Alkalmazások: Vegyi reaktorok, párásítás, permetező szárítás.

Tangenciális belépési fúvókák

• Tervezés: A fúvóka oldalán egy vagy több érintő bemeneti nyílás található, a folyadékot gyorsan forogni egy hengeres örvénykamrában.
  A kapott örvény kerek nyíláson keresztül kilép, üreges kúpmintázat kialakítása. A tangenciális portok mérete és száma diktálja az áramlási stabilitást és a cseppek eloszlását.
• Jellemzők: Erős örvény magas nyírással, keskeny cseppeloszlás előállítása.
• Előnyök: Nagyon stabil spray -minta; Hatékony alacsony és közepes viszkozitási folyadékokkal.
• Alkalmazások: Gázhűtés, növényvédő szerek permetezése, felszíni bevonat.

Lapáttípus (Beilleszt) Fúvókák

• Tervezés: A fúvóka nyílása előtt elhelyezett eltávolítható belső lapát betétet alkalmaz. A lapátnak több szögletes rés vagy penge van, amelyek ellenőrzött örvénymozgást adnak a folyadékhoz.
  Lapát geometria (rés szélessége, szög, számol) közvetlenül befolyásolja a permetező szöget és a csepp méretét, és a betéteket fel lehet cserélni a teljesítmény testreszabására.
• Jellemzők: Állítható cseppek mérete lapát geometriával; a nyílás könnyen cserélhető.
• Előnyök: Szervizelhető formatervezés; testreszabott teljesítmény; könnyebb karbantartás.
• Alkalmazások: Élelmiszer -feldolgozás, füstgáz -deszulfurizáció (FGD), pontossági hűtés.

Több országos üreges kúpos fúvókák

• Tervezés: Számos kis nyílásból áll, amelyek kerületi körül vannak elrendezve a fúvóka arca körül.
  Minden nyílás egy finom sugárhajtót bocsát ki, amely a teljes üreges kúpos spray részét képezi, Egységes gyűrűs mintává kombinálva.
  A kialakítás lehetővé teszi az áramlási kapacitás méretezését azáltal, hogy egyszerűen beállítja a nyílás számát és méretét.

  

• Jellemzők: Nagy áramlási sebesség az elosztott cseppek folyamokkal.
• Előnyök: Jó redundancia; továbbra is működik, még akkor is, ha egy nyílás eltömít.
• Alkalmazások: Nagy kapacitású hűtés, nagyszabású öntözés, tűzcsökkentés.

6. Az üreges kúpos fúvókák gyártási módszerei és minőség -ellenőrzése

Gyártási módszerek

Precíziós casting

• Folyamat: Felhasználás befektetési casting (elveszett viasz) vagy precíziós homoköntés. Készítik a fúvóka viaszmodelljét, kerámia hígítással bevonva, aztán megolvadt, hogy formázzs egy penészüreget.
  Olvadt ötvözet (PÉLDÁUL., rozsdamentes acél, Hastelloy, vagy kerámia) öntik be, megszilárdult, és megmunkálással vagy őrléssel kész.
• Előnyök: Képes bonyolult belső örvénykamrák és nagy előállítani, egyrészes minták; Kiváló magas hőmérsékleti vagy korrozív környezethez.
• Alkalmazások: Energiatermelő súrolók, vegyi reaktorok, és nagyméretű hűtőtornyok.

CNC megmunkálás

• Folyamat: Szilárd rudakkal vagy kovácsolt üresekkel kezdődik. Többtengelyes tengely CNC fordulás és őrlés A gépek vágják a pontos geometriákat, beleértve a nyílást, lapátrések, és kavargó kamra.
  A végső polírozás és a csiszolás eltávolítja a burrsokat, és biztosítja a szoros tűréseket (± 0,01 mm).
• Előnyök: Nagy dimenziós pontosság, Kiváló megismételhetőség, és az alacsony rugalmasság- közepes volumen termelésre.
• Alkalmazások: Gyógyszeres spray szárítás, Élelmiszer -szennyvízkezelési fúvókák, gázturbina hűtés.

Por kohászat & Szinterelés

• Folyamat: A fémek finom porai (rozsdamentes acél, volfrám karbid) vagy kerámia (alumínium -oxid, cirkonia) nagy nyomás alatt egy szerszámba szorítják (200–800 MPa), Ezután szinterelt 1000–1 500 ° C -on.
  A másodlagos befejezés, mint az őrlés vagy a lézerfúrás, megteremti a nyílást.
• Előnyök: Rendkívül keményen termel, kopásálló anyagok; lehetővé teszi a porozitás és a mikroszerkezet szoros ellenőrzését.
• Alkalmazások: Csiszoló iszap permetezés, széntüzelésű kazán desulfurizációja, bányászati ​​és cementipar.

Fröccsöntés (Polimerek & Kompozitok)

• Folyamat: Hőre lágyuló műanyag (PÉLDÁUL., PP, PVDF, nejlon) vagy a tervezett kompozitokat nagy nyomáson megolvasztják és acélformákba injektálják.
  A hűtés megszilárdítja az alkatrészt, ami megkövetelheti a leeresztést vagy a felszíni kezelést. Üveg- vagy szénszálas erősítések hozzáadhatók az erősséghez.
• Előnyök: Olcsó, méretezhető tömegtermelés; könnyű és korrózióálló; széles körű formák elérhetőek.
• Alkalmazások: Mezőgazdasági permetezés, eldobható kémiai kezelési fúvókák, vízkezelés adagolása.

Additív gyártás (3D Nyomtatás)

• Folyamat: Rétegenkénti gyártás Szelektív lézeres olvadás (SLM) fémekhez ill kötőanyag sugárhajtású/sztereolitográfia Kerámia/polimerekhez.
  Lehetővé teszi a komplex rácsszerű örvénykamrák és a nemlineáris áramlási útvonalak előállítását, amelyek javítják a porlasztást. Utófeldolgozás (hőkezelés, polírozás) Javítja a tartósságot és a kivitelét.
• Előnyök: Lehetővé teszi a terveket a hagyományos megmunkálással; gyors prototípus készítése; kis tételű testreszabás.
• Alkalmazások: Repülőgép -hűtőcsatornák, gyógyszerkészítők, R -tól&D új permetező geometriák.

Felületi kikészítés & Hőkezelés

• Folyamat: A kialakítás után, A fúvókák befejeződnek, mint például polírozás, csiszolás, vagy lepattan sima belső felületekhez.
  Hőkezelések (karburizálás, nitriding, Vagy a kioltás & edzés) Fokozza a keménységet.
  Olyan bevonatok, mint a PTFE, kerámiai, vagy kemény krómot alkalmaznak a súrlódás csökkentésére és a kémiai/kopásállóság javítására.
• Előnyök: Bővíti az élettartamot, csökkenti az eltömődési kockázatot, és javítja a teljesítmény konzisztenciáját.
• Alkalmazások: Vegyi feldolgozóüzemek, tűzcsökkentő rendszerek, tengeri környezet.

Minőségbiztosítás

• Dimenziós ellenőrzés (CMM, optikai metrológia).
• Permetezésmintás tesztelés (gyűjteményrácsok, fényképészeti leképezés).
• Cseppméret jellemzése (Lézeres diffrakció, PDPA).
• Anyagi tanúsítás (MTCS, korrózió/erózió tesztelés).

7. Előnyök & Az üreges kúp fúvókák korlátozásai

Legfontosabb előnyök

• Kerületi lefedettség: A gyűrűs spray csökkenti a folyadékhasználatot és elkerüli a túltelítettséget.
• Sokoldalú: Alacsony viszkózisú folyadékokkal működik, és mérsékelt iszapokig dolgozik; nyomástartomány 1–100 sáv.
• Klumpa & Erózióálló: A nagyobb nyílások és kavargó lapátok megakadályozzák az elzáródást.
• Alacsony felületi ütközés: Gyengéd finom felületeken, miközben biztosítja a lefedettséget.
• Energiahatékony: Kevesebb szivattyúzási teljesítményre van szükség, mint a teljes kúp vagy szilárd áramlás a hasonló lefedettséghez.

Kritikus korlátozások

• Központi halott zóna: Nem nedvesített központ, amely alkalmatlan a teljes területi lefedettségre.
• Nyomásérzékenység: A permetező szög és a csepp méretének megváltozása nyomásingadozásokkal.
• Alacsonyabb ütközés: Nem ideális csiszoló tisztításhoz vagy nagy teljesítményű alkalmazásokhoz.
• Nagyviszonyos korlátozás: Folyadék >5,000 A CP -nek magasabb nyomást vagy fűtött fúvókákat igényel.
• Karbantartásra van szükség: A kavargó lapátok felhalmozhatják a lerakódásokat; Időszakos tisztítás szükséges.

8. Üreges kúp fúvóka ipari alkalmazásai

Az üreges kúp fúvókát széles körben használják, ahol kerületi lefedettség, egyenletes nedvesítés, és ellenőrzött cseppek mérete kritikusak. A kulcsfontosságú alkalmazások között szerepel:

Mezőgazdaság & Kertészet

• Akár peszticid is, gyanúsirtó szer, és a műtrágya eloszlás a növények körül.
• A kémiai felhasználást 10–20% -kal csökkenti a lapos ventilátorokhoz képest.

Hűtés & Párásítás

• Hűtőtornyok, HVAC párásítók, és az üvegházhatású párás rendszerek.
• Biztosítja az egységes lefedettséget a túlteljesítő felületek nélkül.

Tűzvédelem & Elnyomás

• Gyűrűs alakú spray az érzékeny berendezéseket és a kerületi területeket lefedi.
• Kompatibilis az NFPA által jóváhagyott sprinkler rendszerekkel.

Ipari takarítás

• Könnyű mosás vagy öblítés finom berendezések és szállítószalagok.
• Csökkenti az ütközési károsodást a teljes kúp vagy szilárd áramú permethez képest.

Porcsökkentés & Anyagkezelés

• Bányászati, cement, és ömlesztett anyagi létesítmények a levegőben lévő por szabályozására.
• A hatékony kerületi nedvesítés megakadályozza a részecskek menekülését.

Kémiai & Feldolgozóipar

• Permetezőreaktorok, gázmosás, és kémiai adagolás.
• Egységes gyűrűs lefedettséget biztosít, A holt zónák minimalizálása.

9. Összehasonlítás a versengő fúvóka típusokkal

Összefoglalás:

• Üreges kúpos fúvókák kitűnő kerületi lefedettség és alacsony hatású alkalmazások.
• Teljes kúpos fúvókák a legjobbak egyenruha, kitöltött területi permetezés.
• Lapos ventilátorok fúvókák ideálisak lineáris felületi lefedettség.
• Szilárd patak fúvókák biztosít magas erő-tisztítás vagy vágás, de korlátozott terület lefedettség.

10. Következtetés

Az üreges kúpos fúvókák olyan precíziós eszközök, amelyek újradefiniálják a gáz-folyadék kölcsönhatások hatékonyságát, hűtés, és a precíziós adagolás.

Gyűrűs spray -mintájuk - az örvény folyadékdinamikáján keresztül tervezett - páratlan felület és érintkezési hatékonyság, Az iparágakban nélkülözhetetlenné teszi őket az energiatermeléstől a gyógyszerekig.

Mivel az iparágak prioritássá teszik a fenntarthatóságot és az intelligens műveleteket, Az üreges kúpfúvóka tovább fejlődik - integrálva az IoT érzékelőket, 3D-nyomtatott testreszabás, és környezetbarát anyagok.

A mérnököknek és a vásárlóknak, A siker a tervezés technikai árnyalatainak megértésében rejlik, anyagválasztás, és karbantartás - A fúvóka specifikációinak az alkalmazáshoz történő igazítása a teljesítmény és az életciklus költségeinek optimalizálásához.

GYIK

Milyen anyagot kell használnom egy üreges kúpfúvókához 98% kénsav?

PTFE vagy Hastelloy C276. A PTFE ellenáll 98% kénsav 260 ° C -ig, 3–4 éves élettartammal.

A Hastelloy C276-ot részesítik előnyben a nagynyomású alkalmazásoknál (≥50 sáv) Legfelsőbb ereje miatt (szakítószilárdság = 724 MPA). A sárgaréz vagy a 316L 3–6 hónapon belül korrodálódik.

A kúpos fúvókák képesek-e kezelni a nagy visziszi folyadékokat (PÉLDÁUL., motorolaj, 3,000 CP)?

Igen, módosításokkal:

(1) Használjon egy kavargó lapátos fúvókát 2–3 mm -es nyílással (A nagyobb nyílások csökkentik az eltömődést);

(2) Melegítse a folyadékot 60 ° C -ra (csökkenti a viszkozitást ~ 1000 cp -re);

(3) Növelje a nyomást 20–30 bar -ra (VS. 10 bár vízhez) A DV50 = 80–100 μm fenntartása.

Milyen gyakran kell tisztítani a szennyvízkezelésben használt üreges kúpos fúvókákat (5% szilárd anyag)?

Heti. Szennyvízgyilkosság (5%) Az eltömőnyílások gyorsabban, mint a tiszta folyadékok.

Tisztítsa meg a 5% citromsav -oldat (30 jegyzőkönyv) és puha nejlonkefével fogmosni. Telepítse a 10 μM Inline szűrő a tisztítási intervallumok meghosszabbításához kéthetente.

Mi az üreges kúpos fúvóka tipikus szolgálati élettartama a gázmosásban?

2–3 év 316L fúvókák esetén, 4–5 év Hastelloy vagy kerámia fúvókák számára.

Az életet csökkentő tényezők:

(1) Vegyi kopás (PÉLDÁUL., Súrolás So₂ maró szódával);

(2) Részecskék kopás (PÉLDÁUL., Lépek hamu az erőmű kipufogójában);

(3) Rossz karbantartás (ritka tisztítás). Hosszabbítsa meg az életet kerámia fúvókák és havonta történő tisztítás révén.