當(dāng)超快速氣流與粒子一起運(yùn)行時,粒子就會分散。為什么氣流粉碎機(jī)的氣體流量如此驚人?
首先,讓我們來看看氣流粉碎機(jī)的工作原理:通過拉瓦爾噴嘴將壓縮空氣加速到亞音速或超音速氣流中,噴射流帶動材料進(jìn)行高速運(yùn)動,使材料碰撞、摩擦、切割和粉碎。粉碎的材料隨氣流進(jìn)入分級區(qū)域。滿足粒度要求的材料由收集器收集,不符合粒度要求的材料返回粉碎室繼續(xù)粉碎,直到達(dá)到所需粒度并被捕獲。
正如上面提到的,我們知道氣流是在拉瓦爾噴嘴加速后實現(xiàn)的,因此,我們也隱約知道為什么超音速氣流粉碎機(jī)要叫超音速,下面就帶大家看看拉瓦爾噴管。
拉瓦爾噴嘴是一種中間收縮的不對稱沙漏管,也稱為中間收縮的沙漏收斂擴(kuò)散噴管,漸縮漸寬噴管或者細(xì)腰噴嘴,拉瓦爾噴管是推力室的重要組成部分,在應(yīng)用中起著重要作用“流速增大器”的作用。
拉瓦爾管大概是這樣的
在工業(yè)革命期間,人們想要加速氣體,比如蒸汽,以驅(qū)動發(fā)動機(jī)和渦輪機(jī)。當(dāng)時,分級式粉碎機(jī)讓氣體進(jìn)入管道以減小體積和加速是常識。但這不是一個成比例的關(guān)系。雖然氣體會在管道中加速,但當(dāng)管道在一定程度上變薄時,它會阻塞流動。無論管道有多薄,壓力有多大,加速效果都很弱,或者根本沒有。工程師試圖通過改變管道的紋理、尺寸和一端來修剪管道,但是行不通的。
瑞典人拉瓦爾
直到1888年,瑞典人拉瓦爾設(shè)計了一個尖嘴,這和其他人做的一樣,但他在尖嘴后面增加了一個喇叭形的開口,因此氣體以驚人的速度噴射。同樣,管道在前部越來越薄,氣體不斷加速到聲速,但一旦氣體流速達(dá)到聲速,它就會達(dá)到一個臨界點——即使管道變薄,氣體也不再加速。
因此,為了繼續(xù)加速達(dá)到聲速的氣體,不是為了使管道變窄,而是使用喇叭形開口再次加寬管道,使施加在氣體上的壓力立即釋放,氣體截面積增大,并繼續(xù)加速超過聲速。
簡單地說,當(dāng)流體速度在聲速前后時,體積變化率和速度變化率之間的大小關(guān)系發(fā)生了變化。因此,拉瓦爾一般結(jié)構(gòu)為亞音速加速管+超聲加速管。