针对目前通常选用某一固定结构参数的内混式空气雾化喷嘴，通过变换气、液两相压力或流量来研究工况参数对喷嘴雾化特性和降尘效率的影响；在对结构参数的研究中，只针对某一种单一的结构参数开展研究，而缺乏将喷嘴所涉及的主要结构参数进行综合分析；导致工业应用现场在选择喷嘴时只能凭经验判断，缺乏科学合理的理论指导。运用了正交设计法，研究了主要结构参数对喷嘴雾化特性和降尘性能的影响，获得了结构参数对喷嘴雾化特性及降尘效率的影响规律。综合考虑了喷嘴雾化特性参数和降尘效率，并结合工业现场条件，得出了内混式空气雾化喷嘴最优的结构参数组合，为该类喷嘴工业应用提供理论支撑。
王鹏飞1, 2，邬高高2, 田畅2，刘荣华1, 2，高润泽2
1.湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害治理安全生产实验室
2.湖南科技大学资源环境与安全工程学院
为掌握结构参数对内混式空气雾化喷嘴雾化特性和降尘效率的影响规律，从而获得经济合理的喷嘴结构参数，采用自行设计开发的喷雾降尘试验平台，应用正交设计方法，开展了不同结构参数组合下的喷嘴雾化特性及降尘效率试验。试验结果表明：随着液体帽注水孔直径的增大，喷嘴水流量不断增加，而气流量不断减小；喷嘴气流量随液体帽注气孔数量增加而增大，喷嘴水流量受液体帽注气孔数量的影响较小。当逐渐增大注水孔直径时，索太尔平均粒径（Dsm）不断增大；SMD随着注气孔数量的增加呈现出先减小后增大的变化规律，当注气孔数为4时达到最小值，雾化效果最好；空气帽出口直径为2.0mm和2.5mm时，喷嘴雾滴粒径较小。全尘和呼吸性粉尘降尘效率均随着液体帽注水孔直径和注气孔数量的增加呈现先增大后减小的变化规律，并分别在注水孔直径为1.5mm和注气孔数量为4时获得最佳的降尘效果；随着空气帽出口直径的增大，全尘和呼吸性粉尘降尘效率均有所提高，但空气帽出口直径大于2.0mm后，降尘效率增幅较小。综合考虑喷嘴雾化特性参数和降尘效率，对于喷嘴空气帽，其出口直径应选择2.0mm；对于喷嘴液体帽，注水孔直径为1.5mm和注气孔数量为4时较为合理，能够获得最高的降尘效率。工业应用现场采用以上结构参数组合的喷嘴较为合理，该种结构参数组合的喷嘴在耗气量和耗水量较低时，能获得较小的雾滴粒径和较高的降尘效率。
王鹏飞，男，1984年8月生，江西九江人，教授，博士生导师，现任湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害防治国家安全生产重点实验室副主任，公共安全与应急管理研究院副院长，安全科学与工程学科带头人。入选“湖湘青年英才”“湖湘青年科技创新人才”，湖南省普通高校青年骨干教师，美国亚利桑那大学国家公派访问学者。中国煤炭青年科技奖、绿色矿山青年科技奖获得者，湖南省应急管理专家，湘潭市安全生产与应急管理专家，湖南九九智能环保股份有限公司创新研究院名誉院长。
矿井通风、粉尘防治
长期聚焦“煤矿粉尘防治”这一学术方向，探索构建煤矿采掘生产区域绿色高效粉尘防治理论及技术体系，取得了煤矿生产区域新型通风控尘、高效喷雾降尘和煤尘化学抑制等方面的创新性成果。主持国家自然科学基金2项，中国博士后科学基金1项，湖南省重点研发计划等省部级课题6项，企业委托课题30余项（其中国际合作课题1项）。以第一作者或通讯作者在Tunnelling and Underground Space Technology、《煤炭学报》等国内外知名期刊发表学术论文60余篇，入选ESI热点论文5篇，高被引论文8篇。授权发明专利14项（第一发明人），主编出版学术专著2部，获湖南省科技进步二等奖2项（排名第1、第2）、山东省科技进步三等奖1项（排名第2），获中国职业安全健康协会科学技术一等奖等全国性行业协会奖励7项。
王鹏飞，邬高高，田 畅，等. 基于正交试验的内混式空气雾化喷嘴结构参数优化[J]. 煤炭科学技术，2023，51（9）：129−139.
WANG Pengfei，WU Gaogao，TIAN Chang，et al. Structural parameters optimization of internal mixing air atomizing nozzle based on orthogonal experiment[J]. Coal Science and Technology，2023，51（9）：129−139
END 责任编辑：宫在芹
设计排版：冯春晖
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