噴嘴的種類繁多,功能各異,從扇形噴嘴、圓錐噴嘴到空心圓錐噴嘴、螺旋噴嘴等。不同的噴霧形狀不僅會影響覆蓋範圍,還會有不同的噴射的強度和效果,因此選擇適合的噴嘴也是一門學問,此文將帶讀者認識不同噴嘴的噴霧形狀、流場分佈等等。
一、何謂噴霧形狀?
噴嘴的名稱,不全都是根據「液體噴灑在物體表面所形成的形狀」命名的。為了讓讀者更容易理解,以下在介紹各種噴嘴時,會使用「噴霧型狀」與「覆蓋形狀」表示所指範圍形狀的位置。
• 噴霧形狀 (Spray Pattern)
是指噴霧從出水口噴灑形成的霧狀範圍形狀。雖然噴霧形狀會隨著噴霧壓力有所變化,但大多數種類的噴嘴的噴霧形狀都能維持在同一種噴霧形狀,改變的只是尺寸及噴霧形狀比例上的不同。
• 覆蓋形狀 (Coverage Pattern)
是噴霧落在物體表面上所形成的覆蓋範圍形狀。覆蓋範圍的大小與噴嘴的噴射角度、噴射距離、噴霧壓力等因素有關。噴射角度越大,覆蓋範圍就越廣;而噴射距離和壓力則會影響覆蓋範圍的尺寸與均勻性。
二、各種噴霧形狀介紹
1. 扇形噴霧 (Flat Fan Spray)
單流體扇形噴嘴,水從噴水口噴出來的噴霧形狀如扇子,因此稱為扇型。
扇形噴嘴覆蓋形狀:噴灑在目標物上,覆蓋形狀為單線狀兩側漸縮 (tapered edge)。
呈現中間較強兩端漸弱的山形流場分佈(bell-shaped)。
扇形噴嘴適合需要線性噴射均勻覆蓋的場合,如傳送帶清洗、表面處理、散佈、塗層、防塵。
2. 實心圓錐噴霧(Full Cone Spray)
噴嘴在噴出液體或氣體時形成一個填滿的錐形霧狀範圍,噴霧從噴嘴中心向外擴散,覆蓋範圍內的霧滴密度均勻,沒有空隙。
當噴霧落在物體表面時,形成一個實心圓形覆蓋範圍。
和扇形噴嘴一樣,呈現中間較強兩端漸弱的山形流場分佈(bell-shaped)。
實心圓錐噴霧用於需要密集液體覆蓋的大範圍應用,如冷卻系統、水霧滅火、化工設備清洗等。
3. 空心圓錐噴霧 (Hollow Cone Spray)
為空心圓錐形,噴嘴在噴出液體或氣體時,形成的霧狀範圍僅在錐形的外邊緣,中心部分則是空的。
當噴霧落在物體表面時,會在覆蓋區域的周邊形成一個環狀的噴灑範圍,而中心部分保持空白。
呈現兩端較強中間較弱的山谷形流場分佈。
空心圓錐噴嘴液滴細,適用均勻霧化,節省液體的應用,如空氣加濕、降低粉塵、戶外或工業設施內部的環境降溫。
4. 其他噴嘴
1 ) 螺旋形噴霧(Spiral Spray)
設計成螺旋結構狀噴嘴,也被稱之為豬尾巴噴嘴或蚊香形噴嘴,噴霧形狀為實心圓。
螺旋噴嘴噴霧覆蓋形狀,為多層同心圓。
螺旋噴嘴流場分佈呈現多重山谷型,山谷的高峰由內向外遞減,且兩側呈現漸弱狀態的流場分佈。
螺旋噴霧設計不易堵塞,並能快速覆蓋大面積。適用氣體洗滌塔(scrubber)與脫硫裝置、廠區消防、消毒、降塵等。
2 ) 線性噴霧(Linear Jet)
噴嘴類型:針形噴嘴、平射噴嘴。
噴霧效果:噴霧呈線條狀,水柱細且集中。
特點:高壓、高速度,強勁衝擊力適合去除頑固污漬或沉積物,可配合高壓水泵實現遠距離清洗。
3 ) 水幕型噴霧(Curtain Spray)
噴嘴類型:水幕噴嘴。
噴霧效果:寬幅均勻的薄層水幕,形成像一道“水牆”或“屏障”的噴霧效果。水幕噴嘴的噴霧形狀也是扇形,不過由於這種噴嘴特色是形成連續的水膜,因此有時也會獨立將它分類為水幕型 water curtain。
特色:在火災場景中,水幕屏障能阻止火焰和高溫的蔓延、阻止煙霧、毒氣或火焰穿過屏障,並起到快速吸收熱量,降低環境溫度的作用。水幕形噴霧也可作為裝飾用,如水舞表演或是噴泉等水景。
4 ) 二流體噴霧(Dual Fluid Spray)
噴嘴類型:空氣霧化噴嘴。二流體噴霧是將壓縮氣體與液體分別引入噴嘴內部,氣體的高速流動對液體施加剪切力,使液體霧化成細微的液滴。
噴霧效果:霧化顆粒極細,接近霧氣或煙霧。
特點:高精細霧化,適合汽車、傢俱等塗裝或加濕,也可用於降塵、冷卻等。
[1]