一种雾化装置、设备及方法与流程

本发明涉及减蚀领域，尤其涉及一种雾化装置、设备及方法。

背景技术：

我国水力资源十分丰富，在水利水电工程中经常遇到高速水流引起的泄水建筑物的空蚀破坏。在水利行业，通常采取在水流中掺气的方式减免空化及空蚀破坏。水流掺气的方式通常有三种，①自然掺气，指因水流本身的紊动引起的掺气现象，如明渠水流高速流动时，气液界面失稳卷吸气泡进入水中。②强迫掺气，发生在水流呈急变流时，如水跃的漩滚区、掺气坎等边界突变且具有自由水面的部位。③人工掺气，指利用工程设施使有压空气进入水流中进而形成掺气水流。虽然现有的掺气减蚀技术已经能减免大部分区域的空蚀破坏，但是还是有一些工况恶劣的区域的空化难以消除。有研究表明，掺气效果的好坏与掺气泡的大小直接相关，其中起主要作用的是水流中的微泡。现有技术是借助高速水流的紊动将气囊打成气泡，将大气泡打成小气泡，将小气泡打成微泡，但是这个过程产生的微泡数量有限，影响了掺气减蚀的效果。

技术实现要素：

本发明目的在于，解决现有水利行业中在水流掺气时出现的上述问题，提出了一种雾化装置、设备及方法。本发明通过在现有的掺气设施中进行改良，在掺气设施所掺的气体中加入雾化液滴，使掺气气泡内充满雾化液滴，液滴与紊动流体发生作用，形成微泡，进入流体内部，从而强化了掺气减蚀的效果。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种雾化装置，该装置包括：主阀门、与主阀门连接的均压罐、与均压罐连接的至少一个分阀门、与各分阀门连接的压力表，以及与压力表连接的每个喷嘴；流体流经主阀门、均压罐、分阀门和压力表，通过喷嘴喷出并形成雾化液滴。

优选地，上述雾化装置中的喷嘴可以由超声雾化装置代替。

另一方面，本发明提供了一种雾化设备，该设备包括水泵、总控阀门、通气管，以及上述雾化装置；流体流径通气管，经由总控阀门，通过雾化装置喷出并形成雾化液滴。

优选地，本发明提供的一种雾化设备还包括，遮雾罩。

又一方面，本发明提供了一种雾化方法，该方法包括以下步骤：

通过喷嘴喷射在所掺的气体中加入雾化液滴，形成雾气混合物；

高速水流卷吸气泡进入流体内部，气泡内将含有雾化液滴，通过液滴与水流的相互作用形成微泡。

本发明通过在现有的掺气设施中进行改良，在掺气设施所掺的气体中加入雾化液滴，使掺气气泡内充满雾化液滴，液滴与紊动流体发生作用，形成微泡，进入流体内部，从而强化了掺气减蚀的效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的雾化装置示意图；

图2为本发明实施例提供的雾化设备示意图；

图3为图1所示雾化装置的应用场景示意图；

图4为图2所示雾化设备的应用场景示意图；

图5为本发明实施例提供的雾化液滴进入气泡的原理图；

图6为本发明实施例提供的液滴与液面作用形成微泡的原理图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本发明实施例提供的雾化装置示意图。如图1所示，该装置包括：主阀门11、均压罐12、多个分阀门13、多个压力表14和多个喷嘴15。

主阀门11与均压罐12连接、均压罐12至少连接的一个分阀门13、压力表14与各分阀门13连接的，以及与压力表14连接的每个喷嘴15；流体流经主阀门11、均压罐12、分阀门13和压力表14，通过喷嘴15喷出并形成雾化液滴。

作为本发明实施例的一种改进，上述雾化装置中的喷嘴15可以由超声雾化装置代替。

本发明实施例通过在掺气设施中进行改良，在掺气设施所掺的气体中加入雾化液滴，使掺气气泡内充满雾化液滴，液滴与紊动流体发生作用，形成微泡，进入流体内部，从而强化了掺气减蚀的效果。

图2为本发明实施例提供的雾化设备示意图。该雾化设备适用于人工掺气减蚀强化场景。如图2所示，该设备包括：水泵21、总控阀门22、通气管23，以及上述雾化装置。

通气管23与水泵21连接，水泵21与总控阀门22连接，总控阀门22连接雾化装置，雾化装置放置在风道之中；流体流径通气管23，经由总控阀门22，通过雾化装置喷出并形成雾化液滴。水泵21用来为雾化设备提供动力，总控阀门22用于为雾化设备调节压力。

图3为图1所示雾化装置的应用场景示意图。如图3所示，水流高速流过掺气坎时，在坎的下部形成一个负压区，区域将吸气进入，从而实现水流掺气。坎的吸气也有一个入口。在这个入口向坎内设置雾化装置，以及在掺气坎上方设置有遮雾罩31。通过该雾化装置喷射雾化液滴，通过遮雾罩防止液滴被风吹散，使液滴尽量随气体卷吸进入流体内部。

图4为图2所示雾化设备的应用场景示意图。如图4所示，在掺气道上方设置有雾化装置和遮雾罩31。水流高速流过掺气道时，雾化装置向水面喷射雾化液滴，通过液滴与水流的相互作用形成为微泡，通过该微泡实现掺气减蚀的效果。

本发明通过在现有的掺气设施中进行改良，在掺气设施所掺的气体中加入雾化液滴，使掺气气泡内充满雾化液滴，液滴与紊动流体发生作用，形成微泡，进入流体内部，从而强化了掺气减蚀的效果。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。