Спрей представляет собой динамичную совокупность капель , диспергированных в газе . [1] Процесс образования спрея известен как распыление. Распылительная насадка является устройством , используемым для генерирования аэрозоля. Двумя основными способами использования спреев являются распределение материала по поперечному сечению и создание площади поверхности жидкости. Существуют тысячи применений, в которых спреи позволяют использовать материал наиболее эффективно. Эти характеристики распыления , требуемые должны быть поняты, чтобы выбрать наиболее подходящую технологию, оптимальное устройство и размер. [2]
Формирование брызг
Распыление распылением может быть выполнено несколькими способами. Наиболее распространенный метод - использование распылительного сопла, которое обычно имеет канал для жидкости, на который действуют различные механические силы, распыляющие жидкость. [3] Первое распылительное сопло было изобретено Томасом А. ДеВилбиссом из Толедо, штат Огайо, в конце 1800-х годов. Его изобретением был распылитель с баллончиком, который использовал давление для воздействия на жидкость, разбивая жидкость на мелкий туман. Формирование струи принимает несколько форм, наиболее распространенными из которых являются напорные распылители, центробежные, электростатические и ультразвуковые форсунки .
Распылители топлива
Распыление жидких углеводородов (ископаемое топливо) является одним из наиболее экономически значимых применений распылителей. Примеры включают топливные форсунки для бензиновых и дизельных двигателей , форсунки для реактивных двигателей (газовых турбин), [4] форсунки для впрыска тяжелого жидкого топлива в воздух для горения в форсунках паровых котлов и форсунки ракетных двигателей. Размер капель имеет решающее значение, потому что большая площадь поверхности мелкодисперсного распылителя увеличивает скорость испарения топлива. Дисперсия топлива в воздухе для горения имеет решающее значение для максимального повышения эффективности этих систем и сведения к минимуму выбросов загрязняющих веществ ( сажи , NOx , CO). [5]
Промышленные спреи
Производство электроэнергии
Известняковая суспензия распыляется с помощью одинарных распылительных форсунок для контроля выбросов кислых газов, особенно двуокиси серы (SO2), от угольных электростанций с жидкостными скрубберами. Гидроксид кальция (известь) распыляется в абсорбере распылительной сушилки для удаления кислых газов (SO2 и HCl) из угольных электростанций. Вода распыляется для удаления твердых частиц с помощью распылительной башни или циклонного скруббера [6]. В градирнях используются распылительные форсунки для распределения воды.
Еда и напитки
- Спреи используются для мытья фруктов и овощей.
- Распылительная сушка [7] [8] используется для производства сотен пищевых продуктов, включая растворимый кофе , порошковые супы и ароматические концентраты.
- Покрытие пищевых продуктов ароматизаторами и поверхностными добавками.
- Очистка и дезинфекция резервуаров для хранения и отдельных жидкостных форсунок технологического оборудования используются для ополаскивания и смывания материалов. Эти специализированные форсунки для очистки резервуаров часто имеют вращательное движение с гидравлическим приводом для повышения эффективности очистки.
Производство
Спреи широко используются в производстве. [9] Некоторые типичные области применения - нанесение клея, смазки подшипников и охлаждающих инструментов при механической обработке.
- Очистка компонентов струей горячей воды и моющих средств для обезжиривания, восстановления электродвигателя, ремонта дизельного двигателя, технического обслуживания оборудования, подшипников сталелитейных заводов, железнодорожных подшипников и ремонта двигателей. [10]
- Распылители высокого давления используются для удаления заусенцев с обработанных деталей.
- Окраска распылением широко используется во многих производственных процессах; например, для автомобилей, техники, офисной мебели.
Изготовление бумаги
- Окорка под высоким давлением
- Мелованная бумага
- Ролики для чистки
- Обрезная бумага
Электроника
- Распыление травильных химикатов и флюсов для печатных плат
Противопожарная защита
- Распыление воды из стационарных оросителей
- Системы водяного тумана под высоким давлением для дорогостоящего и деликатного оборудования, например, судовых машинных отделений.
- Дренчерные системы для защиты активов или охлаждения потенциально взрывоопасных материалов в случае пожара (например, газовые баллончики)
- Системы водяных туннелей предназначены для обеспечения безопасного «прохладного» коридора, позволяющего людям уйти в случае пожара.
Добыча
- Распыление воды имеет решающее значение для уменьшения угольной пыли во время горных работ [11]
- Вода распыляется для контроля выбросов пыли, образующейся при шлифовании; форсунки также используются для промывки гравия на сортировочных заводах.
Линия и цемент
- Подавление пыли из сырья.
- Подача топлива во вращающиеся печи высокотемпературного обжига.
- Охлаждающий и кондиционирующий газ.
Стальная промышленность
- Вода под высоким давлением используется для удаления окалины (оксида железа) с раскаленной стали в процессе прокатки в лист или полосу.
- Распылители используются в непрерывном процессе охлаждения и закалки горячих газов.
- Тушение кокса из коксовых печей
- Охлаждение металлических профилей
- Растворы для травления и промывочные растворы для травления
Химическая, нефтехимическая и фармацевтическая
- Распыление реагентов для улучшения диспергирования и увеличения массопереноса жидкость-газ. Используются многие системы, включая распылительные башни .
- Катализатор крекинга с распылительной сушкой для нефтепереработки
- Промывка и ополаскивание твердых частиц в фильтрах и центрифугах
- Нанесение покрытия на многие фармацевтические таблетки
Обработка отходов
- Одинарные жидкостные форсунки используются для разрушения пены в бассейнах аэрации сточных вод с активным илом и для нанесения пеногасителя.
- Вода разбрызгивается, смешиваясь с компостируемым материалом.
- Жидкие отходы закачиваются в печи для сжигания при высоких температурах.
Применение в сельском хозяйстве
Распыление гербицидов, инсектицидов и пестицидов необходимо для распределения этих материалов по намеченной целевой поверхности. [12] Предвсходовые гербициды распыляются на почву, но многие материалы наносятся на поверхность листьев растений. Сельскохозяйственные опрыскивания включают опрыскивание пахотных земель, лесов, газонных трав и фруктовых садов. Опрыскиватель может быть ручной форсункой на наземном транспортном средстве или на самолете. Гербициды, инсектициды и пестициды распыляются на почву или листву растений для распределения и рассеивания этих материалов. См антенного применения , применение пестицидов , распылитель . Контроль характеристик распыления имеет решающее значение для покрытия листвы и сведения к минимуму сноса распылителя за пределы цели на прилегающие участки. (перенос пестицидов). Снос распыления регулируется путем применения только при соответствующих ветровых условиях и влажности, а также путем контроля размера и распределения капель по размерам. Минимизация высоты штанги опрыскивателя над растением снижает снос. Тип и размер распылительной насадки, а также рабочее давление обеспечивают правильную норму нанесения материала и контролируют количество сносимой мелочи. Распылители, форсунки с одной жидкостью, также используются для охлаждения животных.
Потребительские товары
Распылители используются с насосными распылителями бытовых чистящих средств. Эти форсунки предназначены для распределения продукта по площади. см. Аэрозольный баллончик и баллончик.
- Вода и моющие средства для мойки автомобилей
- УМО увлажнителей для дезинфекции во Covid-19
- Электростатический распылитель для общественной уборки
Рекомендации
- ^ Стандарт ASTM E-1620 Стандартная терминология, относящаяся к жидким частицам и атомизации
- ^ Липп, Чарльз В., Практическая технология распыления: основы и практика, 2012, ISBN 978-0-578-10090-6
- ^ Липп, Чарльз В., Практическая технология распыления: основы и практика, 2012, ISBN 978-0-578-10090-6
- Перейти ↑ Lefebvre, AH Gas Turbine Combustion, 1999, ISBN 1-56032-673-5
- ↑ Reitz, Rolf D, Моделирование процессов распыления в распыляющих распылителях высокого давления, Технология распыления и распыления (ISSN 0266-3481), т. 3, вып. 4, 1987, с. 309-337.
- ^ RH Perry, CH Chilton, CW Green (Ed), Perry's Chemical Engineers 'Handbook (7-е издание), McGraw-Hill (2007), разделы 12.23, ISBN 978-0-07-142294-9
- Перейти ↑ K. Masters, Spray Drying Second Ed, 1976, ISBN 0-7114-4921-X
- ^ Н. Ашгриз, Справочник по атомизации и распылению, 2011 г., ISBN 978-1-4419-7263-7
- ^ GG Наср, AJ Yuhl, Л. Bendig, Промышленные Спреи и атомизации, 2002, ISBN 1-85233-460-6
- ^ Использование спрея в различных промышленных чистящих средствах http://www.stingraypartswasher.com/Parts_Washer_Cleaning_Application_Solutions.html
- ^ CD Taylor и JA Zimmer, Влияние водяных брызг, используемых с установленным на машине скуббером, на концентрацию метана в забое, Ежегодное собрание SME 26-28 февраля, штат Колорадо, штат Колорадо, 2001 г. ( https://www.cdc.gov/niosh/mining/pubs /pdfs/eowsu.pdf )
- ^ Липп, Чарльз В., Практическая технология распыления: основы и практика, 2012, ISBN 978-0-578-10090-6