喷雾角度
喷雾角度是指喷口处由喷雾形成的张角。对于某一款特定的喷嘴,喷雾角度是一个选型的基本参数。喷雾角度由喷嘴结构,流量,压力,液体粘度等决定。
美泰喷雾的单流体喷嘴全部能够保证喷雾流量、喷雾角度和射角的准确度。喷雾流量和喷雾角度是针对扇形、实心锥形和空心锥形喷嘴而言,喷雾流量和射角的确保是针对液柱流型喷嘴而言。
流量
流量和压力直接相关,冷雾喷泉设备,压力越大,流量越大。压力和流量的一般对应关系如下面所示:
其中,Q=流量(单位:加仑/分钟,升/分钟),P=液体压力(单位:PSI,Bar),n=流量指数。
流量分布
流量分布是指在某一喷雾覆盖宽度上的流量分布。
喷雾粒径大小
在许多应用领域中,喷雾颗粒大小是一项非常重要的因素。比如气体洗涤,要求喷雾颗粒的表面积越大越好,这就意味着喷雾粒径要尽可能地小。在某些其它应用中,则要求大颗粒。喷雾粒径大小一般用微米(μm)表示,1μm=0.001mm。
一般来说:
大粒径:实心锥型喷嘴
小到中等的粒径:空心锥型喷嘴
非常小的粒径:空气雾化喷嘴
一些常见的重要的粒径指标如下面所列:
- Dv0,5 -体积中位数直径(Volume Median Diameter ,VMD)
50% 的喷雾体积是由粒径小于VMD的值颗粒构成的, 50% 的喷雾体积是由粒径大于VMD的值颗粒构成的
- Dv0,9 - 90% 体积直径
90% 的喷雾颗粒的粒径小于Dv0,9的值
- D32- 邵氏平均值(Sauter Mean Diameter ,***D)
邵氏平均值是通过喷雾表面积来测算喷雾颗粒的大小,也叫体积-面积比。***D是所有喷雾颗粒的体积-面积比的加权平均值。
- Dn0,5 – 数目中位数直径(Number Median Diameter ,NMD)
在所有的喷雾颗粒中,有半数的颗粒,其粒径小于Dn0,5,而另外半数的颗粒粒径大于Dn0,5。
双流体喷嘴/空气雾化喷嘴
双流体喷嘴是由高速气体和液体相互作用产生雾化。压缩空气是***常用的雾化气体,某些时候蒸汽或者其它气体也可以被采用。双流体喷嘴有众多各异的结构设计,但是按照气液混合位置的不同,可以分为内部混合和外部混合两种大类。
内部混合双流体喷嘴
内混喷嘴
气体和液体在喷嘴内部混合以产生完全雾化的喷雾,如右图所示。液体和气流不是完全***的,气流的变化会影响液流。这种类型的喷嘴比外混喷嘴的耗气量更低,对较高粘度的液体雾化效果也更好。
外混喷嘴
气体和液体在喷嘴外部混合,如右图所示。高速的气流与低速的液体产生强烈的摩擦,将液体撕裂成小颗粒,形成具有较高喷射速度的喷雾。由于是外部混合结构,气流和液流可以被单独控制,对高粘度液体和悬浮磨料可以有效喷雾。
影响喷嘴选择和性能的因素
黏度
jue对(动态)黏度是指液体在流动的过程中,抵抗变形或者抵抗分子重排的一种特性。液体黏度是影响喷雾形状形成的主要因素,它在较小程度上也影响流量。相对于水而言, 高黏度的液体产生喷雾所需的下限压力比较高,同时产生的喷雾角度比较小。非水流体黏度对喷嘴性能的影响见下表。
比重
比重是一定体积的液体与相同体积的水的质量之比。在喷雾应用中,液体(水除外)比重主要影响喷嘴流量。本目录中所列的数据均以水为基准测定,当应用于水以外的液体时,需要用以下公式加以校正。
在不同的压力下,喷嘴喷射角度会有不同的变化
喷嘴在不同的压力下,角度会产生变化, 在压力低时, 角度会变小, 冲击清洗力度也相对变小,潜江冷雾设备, 在压力逐渐增大时,喷射角度会逐渐加大, 冲击清洗力也会逐渐加大, 不同的材质有不同的压力承受力,所以一般喷嘴均会要求在标准压力下使用。当喷嘴磨损时,一方面会改变喷嘴的流量,同时也会影响其标准的喷射角度,流量增大,压力会减小,角度也会相应减小。 磨损的喷口会改变喷射方向,使用效率大打折扣。
表面张力
液体往往以***小表面积的形式呈现。在这点上,其表面就像张力下的一层膜。液体表面的任一部分都对临近部分或与它相接触的其它物体施加张力。该力的方向位于其表面上, 它的单位长度的数值即为表面张力。水的表面张力在21℃(70F)时为73达因/厘米。表面张力主要影响***小工作压力,喷射角度和液滴尺寸。表面张力的性质在低工作压力状态下比较明显。 较高的表面张力减小喷射角度,对空心锥形和平面扇形喷雾喷嘴而言影响尤甚。低表面张力允许喷嘴在低压时工作。见下列一览表关于表面张力对喷嘴工作性能的一般影响。
温度
该目录中所给子的数值以21℃(70F)时喷水为基础。 虽然液体温度改变不影响喷嘴的喷雾性能。但它常影响黏度、表面张力和比重,这些却又影响喷嘴的性能。温度改変时对喷嘴性能的影响见下列简表。
磨损
喷嘴磨损主要表现为喷嘴流量的增加,并伴随喷雾形状的异常。如具有椭圆形喷孔的扁平扇形喷嘴磨损后,喷雾形状会变窄,喷嘴流量的增加通常伴随着系统压力的降低,使用容积式泵的系统尤甚。
喷雾性能概述总结
下表列举了影响喷嘴性能的各个因素。然而,喷嘴的类型,大小各异,影响因素可因某一特定用途而异。例如,在空心锥喷嘴的例子中,增加液体温度降低了比重,因而增加了流量,与之同时,它又降低了粘度从而减少了流量。
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1 、在位清洗(CIP)是指设备(罐体、管道等)或整个生产线在无需人工拆开前提下, 在一定时间、温度、压力下对设备表面进行喷淋从而达到清洗的目的。 蒸汽消毒前的预处理, 目的是除去冻干箱内壁和搁板表面等其它因素带来的可溶性粉尘、脏物。冻干机的清洗是保证制品质量的重要手段。注zhu用水WFI 必须符合中国药典规定。 清洗效果随清洗剂的温度升高而增加,一般使用清洗水的温度为 65 ℃、***高 80 ℃, 压力 0.3~0.5 MPa。 清洗水的流量按系统喷嘴布置方式、喷嘴型式、喷淋先后顺序等来确定。清洗后的排水不得重新使用,以免交叉污染。
2 、目前冻干机上所设置的 CIP 装置形式
(1) 壁面清洗喷头 箱内四角布置 4 根竖直的喷嘴管,如图 1 所示。
(2) 壁面清洗喷头 箱内搁板后部布置的水平喷嘴管。
(3)国内尚未见到用高温蒸汽进行清洗“。 Steam-CIP”即高温蒸汽清洗方法, 既保证了系统的清洗效果,又大大节约了zhu射用水量。
其方法:1)对搁板冷却至- 40 ℃, 然后用纯蒸汽进行一定的温度压力喷射, 高温蒸汽快速形成水流冲击表面。 2)第二次用常温 WFI 水进行清
3 清洗用喷嘴发展状况
(1)传统的清洗与目前发展中的清洗方式比较如表1 所示。
(2)封闭罐体内部清洗喷嘴
(3)活动的平板表面清洗喷嘴。
1)实心锥形喷嘴
覆盖区域为圆形,可在其区域内完全充满喷雾液滴。同样, 利用雾化喷嘴或微细喷雾喷嘴的集管排列也可获得实心锥形覆盖。
2)扇形喷雾喷嘴
液体喷雾呈平面扇形或是薄片形,扇形喷嘴形成的喷雾断面是均匀的。这种可产生平整边缘而非逐渐变尖的边缘的扇形喷雾喷嘴通常用于整个断面均匀冲击的清洗应用,而不需重叠喷雾。
4 清洗冲击力分析
在满足温度、流量、压力、覆盖面条件下, 冲击力是相当重要的。
(1)实际清洗冲击力随喷射角度增大而变小, 如表 2所示。
(2)二种喷嘴性能对比,如表 3 所示。 根据上述数据分析可以考虑实心扇形喷嘴的应用。
5 CIP 试验或验证设计可行性
(1)进行 CAD 辅助设计(包括动态模拟), 并考虑冲击力的问题。
(2)冻干箱内的动态清洗的验证, 以验证设计方案的可行性。
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