喷嘴的种类繁多,功能各异,从扇形喷嘴、圆锥喷嘴到空心圆锥喷嘴、螺旋喷嘴等。不同的喷雾形状不仅会影响覆盖范围,还会有不同的喷射的强度和效果,因此选择适合的喷嘴也是一门学问,此文将带读者认识不同喷嘴的喷雾形状、流场分布等等。
一、何谓喷雾形状?

喷嘴的名称,不全都是根据“液体喷洒在物体表面所形成的形状”命名的。为了让读者更容易理解,以下在介绍各种喷嘴时,会使用“喷雾型状”与“覆盖形状”表示所指范围形状的位置。
• 喷雾形状 (Spray Pattern)
是指喷雾从出水口喷洒形成的雾状范围形状。虽然喷雾形状会随着喷雾压力有所变化,但大多数种类的喷嘴的喷雾形状都能维持在同一种喷雾形状,改变的只是尺寸及喷雾形状比例上的不同。
• 覆盖形状 (Coverage Pattern)
是喷雾落在物体表面上所形成的覆盖范围形状。覆盖范围的大小与喷嘴的喷射角度、喷射距离、喷雾压力等因素有关。喷射角度越大,覆盖范围就越广;而喷射距离和压力则会影响覆盖范围的尺寸与均匀性。
二、各种喷雾形状介绍
1. 扇形喷雾 (Flat Fan Spray)

单流体扇形喷嘴,水从喷水口喷出来的喷雾形状如扇子,因此称为扇型。

扇形喷嘴覆盖形状:喷洒在目标物上,覆盖形状为单线状两侧渐缩 (tapered edge)。

呈现中间较强两端渐弱的山形流场分布(bell-shaped)。

扇形喷嘴适合需要线性喷射均匀覆盖的场合,如传送带清洗、表面处理、散布、涂层、防尘。
2. 实心圆锥喷雾(Full Cone Spray)

喷嘴在喷出液体或气体时形成一个填满的锥形雾状范围,喷雾从喷嘴中心向外扩散,覆盖范围内的雾滴密度均匀,没有空隙。

当喷雾落在物体表面时,形成一个实心圆形覆盖范围。

和扇形喷嘴一样,呈现中间较强两端渐弱的山形流场分布(bell-shaped)。

实心圆锥喷雾用于需要密集液体覆盖的大范围应用,如冷却系统、水雾灭火、化工设备清洗等。
3. 空心圆锥喷雾 (Hollow Cone Spray)

为空心圆锥形,喷嘴在喷出液体或气体时,形成的雾状范围仅在锥形的外边缘,中心部分则是空的。

当喷雾落在物体表面时,会在覆盖区域的周边形成一个环状的喷洒范围,而中心部分保持空白。

呈现两端较强中间较弱的山谷形流场分布。

空心圆锥喷嘴液滴细,适用均匀雾化,节省液体的应用,如空气加湿、降低粉尘、户外或工业设施内部的环境降温。
4. 其他喷嘴
1 ) 螺旋形喷雾(Spiral Spray)

设计成螺旋结构状喷嘴,也被称之为猪尾巴喷嘴或蚊香形喷嘴,喷雾形状为实心圆。

螺旋喷嘴喷雾覆盖形状,为多层同心圆。

螺旋喷嘴流场分布呈现多重山谷型,山谷的高峰由内向外递减,且两侧呈现渐弱状态的流场分布。

螺旋喷雾设计不易堵塞,并能快速覆盖大面积。适用气体洗涤塔(scrubber)与脱硫装置、厂区消防、消毒、降尘等。
2 ) 线性喷雾(Linear Jet)

喷嘴类型:针形喷嘴、平射喷嘴。
喷雾效果:喷雾呈线条状,水柱细且集中。
特点:高压、高速度,强劲冲击力适合去除顽固污渍或沉积物,可配合高压水泵实现远距离清洗。
3 ) 水幕型喷雾(Curtain Spray)

喷嘴类型:水幕喷嘴。
喷雾效果:宽幅均匀的薄层水幕,形成像一道“水墙”或“屏障”的喷雾效果。水幕喷嘴的喷雾形状也是扇形,不过由于这种喷嘴特色是形成连续的水膜,因此有时也会独立将它分类为水幕型 water curtain。
特色:在火灾场景中,水幕屏障能阻止火焰和高温的蔓延、阻止烟雾、毒气或火焰穿过屏障,并起到快速吸收热量,降低环境温度的作用。水幕形喷雾也可作为装饰用,如水舞表演或是喷泉等水景。
4 ) 二流体喷雾(Dual Fluid Spray)

喷嘴类型:空气雾化喷嘴。二流体喷雾是将压缩气体与液体分别引入喷嘴内部,气体的高速流动对液体施加剪切力,使液体雾化成细微的液滴。
喷雾效果:雾化颗粒极细,接近雾气或烟雾。
特点:高精细雾化,适合汽车、家具等涂装或加湿,也可用于降尘、冷却等。
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