喷嘴是很多种喷淋,喷雾,喷油,喷砂设备里很关键的一个部件,甚至是主要部件。雾化技术几乎已经涵盖所有的工业领域,如交通运输、农业生产,以及人民的日常生活,除了各种燃料(气体、液体和固体燃料)的燃烧外,雾化技术在非燃烧工业如催化造粒、食品加工、粉末涂覆、农药喷洒方面等也有着广泛的应用。
随着CFD技术的发展,对雾化过程进行数值仿真已成为一种重要的新兴研究方法。在用数值模拟方法求解喷嘴流动问题时,关键问题是建立准确描述液体介质变形过程、液体与气体作用过程、液体离散化为液滴的过程及液滴在空间运动过程的计算模型。所采用的计算网格和计算模型是否合理也将直接影响计算的结果。
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。从雾体形状分析,在它的全长区域内,实心喷雾雾体的密度比空心喷雾雾体的密度大,在实心喷雾的有效射程内,一般情况下煤粉尘很难穿过雾幕,所以,实心圆锥形雾体较空心圆锥形雾体效果为佳。
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水展成薄膜,由“离心力喷雾”和“速度喷雾”的综合作用而雾化液体。同理,旋盘式雾化是依靠高速旋转的圆盘来雾化液体。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。