目前,国内冶金行业对开放性尘源的粉尘治理大多以传统的水雾降尘为主(水压在2.5MPa以下,普通喷嘴),降尘效果(尤其是对粉尘粒径小的微细粉尘的降尘效果)不理想,根据前面对降尘原理的分析可知,高压水雾会取得较好的降尘效果。
高压水雾除尘过程可看作是对一个液体雾粒与固态粉尘的凝结过程。高压水雾除尘在很大程度上表现为惰性凝结、静电凝结和涡流凝结。惰性凝结的实质是水雾碰撞上悬浮尘并捕捉它们。惰性除尘的效果可以用捕捉系数来评定,并且雾粒的粒度越接近粉尘的粒度,其效率就越高。计算尘粒对于雾粒的轨迹可以从理论上确定捕捉系数。在计算尘粒对于雾粒轨迹的方程式的基础上,可以确定粉尘的小粒度。
在使用静电凝结时,两个带电区(雾粒和粉尘粒)的相互作用力,由电荷的符号,大小及雾粒和尘粒的粒度及它们之间的距离所决定。带不同电荷粉尘比不带电荷的粉尘粒容易凝结,而带同一电荷的粉尘粒比不带电荷的粉尘粒难凝结。同时,在使用自然的静电凝结时,粉尘粒子之间的所有接触都应当有的效应。而且应当是,雾粒和粉尘粒子的电荷越多,这种凝结法的效果和高压水雾除尘的效果就越显著。由于许多粉尘带有正电荷或负电荷,因此也要求高压水雾的雾粒带有不同的电荷,才能使粉尘与雾粒较好的凝并,取得较好的降尘效果。
在使用涡流凝结时,不同粒度和密度的粉尘,在不同的风流中运动并相互碰撞。随着粉尘的波动速度及其浓度的增加,碰撞的次数亦增加,单位体积内的所有雾粒和所有的粉尘粒子在单位时间内所发生的碰撞总数也会增加。
从以上分析可知,惰性凝结、静电凝结和涡流凝结的强度及喷雾效果取决于一系列的因素,主要因素有:粉尘和雾粒的荷电大小,雾流(雾粒)的涡流强度,雾粒的形式和参数。而以上因素又是由喷雾的压力和喷嘴的结构决定的。因此,针对水雾降尘的效果,其主要影响因素就是压力和喷嘴自身结构。
喷雾机对风机的要求:
轴流式风机应满足喷雾机的要求,喷雾机上选用的轴流风机不同于一般工业轴流风机,它在设计上具有一些的要求:
1)喷雾机是田间移动作业的机具,整机重量要轻,外形尺寸要小,因此相应要求配套的风机体积要小,重量要轻。
2)风量要大,出口气流速度要高;风压也要求较高,以利于雾滴的雾化与远距离输送。
3)风机转速要高。
4)风机效率要与喷雾机整机效率相适应,并与发动机配套。要使发动机功率有的储备,发动机在额定转速下工作,以达到满意的喷洒效果。
风机选择时应遵循以下几点要求
1)风机要有的静压和尽可能大的动压,并使出口气流速度尽可能大,使喷雾机的射程增大。
2)在的功率和风压条件下,风量应尽可能大。风量大可使喷洒的范围加大,喷洒的均匀性好;同时,风量大还可以使风机的出口流速衰减较慢,在出口风速较低的情况下,也能达到射程较远的效果。
3)出口气流不但应考虑尽可能大的轴向前进速度,而且还应考虑有适当的回转速度,使气流边回转边向前进。这样虽然对提高射程有影响,但可以雾滴在作物间隙的穿透能力,使作物下部和叶背部能增加药量。
4)具有较高的风机效率。在正常情况下,风机应在区内工作。
5)运转平稳,噪声和震动要小。
6)结构尺寸尽可能小,以减轻机具重量,降低生产成本。