浩力森应用工程中心 薛琪
喷嘴是一种用于控制流体流动方向和速度的装置，广泛应用于工业、农业、汽车等多个领域。电泳槽中常常使用喷嘴实现槽液循环搅拌，确保涂料均匀分散，防止颜料沉淀至槽底而降低固体份，同时避免颜料沉降在被涂物上影响表面质量。常规喷嘴在压力损失、流量控制及混合效率上存在局限，为达到更好的循环效果，在循环搅拌管上安装引流喷嘴，利用文丘里原理，通过引流器喷出槽液量扩大3-4倍。
文丘里喷嘴
文丘里喷嘴是电泳涂装系统中一个非常关键且设计巧妙的部件，它对于保证电泳漆膜的质量和槽液的稳定起着至关重要的作用。其核心功能与作用大致概括为两点：①高效搅拌与循环②防止颜料沉淀，具体如下：
01、高效搅拌与循环（核心作用）
？工作原理：文丘里喷嘴利用了文丘里效应。当槽液主循环泵提供的高压液体流经喷嘴的狭窄喉部时，流速急剧增加，根据伯努利原理，这会在此处产生一个低压区域。
？“吸力”的产生：这个低压区就像一个真空吸力点，会通过喷嘴侧后方或侧面的开口（吸入口）大量吸入电泳槽底部或周围的槽液。
？混合与喷射：被吸入的槽液与高速流动的主循环液流在喷嘴的扩散段充分混合，然后以较低的速度但更大的流量喷射到电泳槽中。
这样设计的好处：
？能耗低，效率高：主循环泵只需要推动一部分流体通过狭窄喉部产生高速，就能“撬动”（吸入并带动）数倍于自身流量的槽液一起运动。相比于普通喷嘴，它能用更小的泵功率实现更大体积的槽液循环。
？温和且均匀的搅拌：喷射出的流体流速适中，避免了直冲喷嘴对湿膜可能造成的冲击损伤，同时能形成大范围的、无死角的流动，确保槽液成分和温度高度均匀。
02、防止颜料沉淀（关键目的）
电泳漆是一种水溶性涂料，其中包含：
①树脂：成膜物质，溶于水。
②颜料：提供颜色和遮盖力，是不溶于水的固体颗粒。
如果槽液静止，这些颜料颗粒会因为重力而逐渐沉降到槽底，导致：
①槽液上下成分不均：上部树脂多，颜色浅；下部颜料多，颜色深。
②工件涂装不均：不同位置的工件，甚至同一工件的不同部位，漆膜颜色和厚度会不一致。
③严重时：沉淀的颜料会板结在槽底，堵塞管道，造成巨大损失。
文丘里喷嘴通过持续、高效地搅动整个槽液，让颜料颗粒始终处于均匀悬浮状态，从根本上避免了沉淀的发生，保证了电泳涂装的一致性和稳定性。
文丘里喷嘴的几何形状是其性能的决定因素，为三段式结构：
收敛段（进口段）：
形状：通常为锥形或平滑的圆弧形。
角度：收敛角是关键参数，一般在 10° ~ 30° 之间。角度过小会导致喷嘴过长，角度过大会产生流动分离，增加能量损失。20° ~ 25° 是常见选择。
作用：将流体平稳加速，将压力能转化为动能。
喉部（喉管）：
形状：一段等直径的直管。
长度：喉部长度通常为其直径的 0.8 ~ 1.5 倍。太短则流动不稳定，太长则摩擦损失过大。
作用：稳定高速流动，并在其末端形成稳定的低压区，这是卷吸现象发生的位置。
扩散段（出口段）：
形状：渐扩的锥形。
角度：扩散角尤为关键，通常为 5° ~ 8°，最大不宜超过 10°。角度过大会导致流体与壁面分离，产生涡流，造成巨大的压力损失，使文丘里效应失效。
作用：将流体的动能逐步恢复为压力能，减少出口动压损失，提高效率。
单个喷嘴的性能再好，也需要合理的布局、安装位置与方向，才能发挥整体效果。
通常安装在槽体底部两侧的管道或堰槽下方，喷嘴方向略向上倾斜或水平指向槽体中心。
布局原则是使喷出的液流在槽内形成一个整体的大循环涡流，避免存在搅拌死区。
间距：喷嘴间距需根据其有效射流距离来确定，通常为 1 ~ 2.5 米。确保相邻喷嘴的流场能够相互衔接，覆盖整个槽体横截面。
与循环泵的匹配：循环泵的流量和压力必须与所有喷嘴的总流量和总压力损失（包括管道、过滤器等）相匹配。通常在泵的出口主管上会安装压力表和流量计，用于监控系统运行状态。
文丘里喷嘴的维护与保养主要就是倒槽时观察角度是否正常，是否有破损、脱落、堵塞等异常情况，发现问题及时处理。
因此，文丘里喷嘴虽然结构简单，但却是现代电泳涂装系统中不可或缺的“心脏”部件之一，直接关系到涂装质量的优劣和生产运行的稳定性。
(0)
