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近来“十三五”印染行业发展规划重点指出大力推行清洁生产,加快淘汰落后产能,许多小型染色企业由于资金短缺仍然使用传统染色设备,即将面临被淘汰的局面。而目前市场上的传统染色设备采用循环缸染原理,存在工作效率低、浴比大、染料浪费、水污染严重等缺点。新型气流染色机由于造价昂贵、系统复杂、维护费用高,不符合小型染色企业的需求。本文以气液两相雾化原理为基础,提出了一种雾化喷染设备。该设备一方面利用雾化原理,突破了传统的循环缸染技术,具有节约染料、减少污水排放、节能环保等优点;另一方面由于结构简单、价格低廉,解决了小型染色企业节约成本问题。该设备是一种自动化水平高,喷染范围大,可以实现布料双面染色的新型染色设备,适用于大批量生产的小型染色企业。具体研究内容如下:通过拔山—彭泽公式分析影响雾化效果的因素,得出气体流速与雾化效果成正比,液体流速与雾化效果成反比,气液体积流量比与雾化效果成正比;对不同类型的雾化喷嘴进行分析,选用外混合式气液两相雾化喷嘴;研究气体在喷嘴流道内运动规律,得到喷嘴流出端气体流速和流量的影响因素。利用COMSOL软件对外混合式气液两相雾化喷嘴结构进行流体仿真分析,通过仿真确定最佳雾化喷嘴结构参数:气体流道形状为先竖后斜型,气液喷射孔高于气体喷射孔0.4mm,气体流道角度α为90°,气体流道孔直径D2为4mm,水平宽度h为0.25mm;利用ANSYS CFX软件对匀气板和匀液板进行仿真优化,当匀气板孔径为1.5mm,匀液板孔径为1mm时,匀气和匀液的效果最好。对雾化喷染设备进行整体结构设计,制作实验样机并搭建实验系统,利用实验系统对喷染设备的工作性能进行实验测试。测试结果表明:喷嘴距布面高度影响雾化颗粒扩散范围,高度越高,喷幅宽度越大,各喷嘴之间喷幅覆盖越多,染色效果越不均匀,喷嘴距布面高度应控制在2cm以内;平台运动速度影响单位时间内布料承载的染料量,速度越快,喷幅越小,布料颜色越浅,工作参数范围应在2cm/s—10cm/s;液体喷射孔径影响液体流量,液体孔径越大流量越大,雾化颗粒点径越大,喷幅宽度增加,布料颜色加深,当喷射孔超过0.8mm以后雾化反应不充分,液体孔径范围应在0.4mm以内;供气压力影响气体流速和流量,供气压力增大,雾化颗粒点径减小,喷幅宽度增加,布料颜色变浅。供气压力小于0.1MPa时达不到充分雾化条件,工作参数范围在0.1MPa—0.4MPa;供液压力影响染液流速和流量,供液压力增大,雾化颗粒点径变大,喷幅宽度变小,布料颜色加深,较大的供液压力需匹配较大的供气压力才能发生雾化反应,工作参数范围在0.1MPa—0.3MPa。另外实验还测试了喷染设备稳定性,设置供气压力0.2MPa,供液压力0.1MPa,喷射高度2cm,液体喷射孔0.3mm,平台速度5cm/s,对单个喷嘴的喷幅宽度进行100次测量,平均值为1.55cm,100次结果大致稳定在1.4cm—1.7cm之间,误差在±10%以内,此设备具有一定稳定性。