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電泳槽中文丘里噴嘴的功能與應(yīng)用

時(shí)間：2025-11-27

噴嘴是一種用于控制流體流動(dòng)方向和速度的裝置，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、汽車(chē)等多個(gè)領(lǐng)域。電泳槽中常常使用噴嘴實(shí)現(xiàn)槽液循環(huán)攪拌，確保涂料均勻分散，防止顏料沉淀至槽底而降低固體份，同時(shí)避免顏料沉降在被涂物上影響表面質(zhì)量。常規(guī)噴嘴在壓力損失、流量控制及混合效率上存在局限，為達(dá)到更好的循環(huán)效果，在循環(huán)攪拌管上安裝引流噴嘴，利用文丘里原理，通過(guò)引流器噴出槽液量擴(kuò)大3-4倍。

 

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文丘里噴嘴是電泳涂裝系統(tǒng)中一個(gè)非常關(guān)鍵且設(shè)計(jì)巧妙的部件，它對(duì)于保證電泳漆膜的質(zhì)量和槽液的穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用。其核心功能與作用大致概括為兩點(diǎn)：①高效攪拌與循環(huán)②防止顏料沉淀，具體如下：

 

01  高效攪拌與循環(huán)（核心作用）

?工作原理：文丘里噴嘴利用了文丘里效應(yīng)。當(dāng)槽液主循環(huán)泵提供的高壓液體流經(jīng)噴嘴的狹窄喉部時(shí)，流速急劇增加，根據(jù)伯努利原理，這會(huì)在此處產(chǎn)生一個(gè)低壓區(qū)域。

?“吸力”的產(chǎn)生：這個(gè)低壓區(qū)就像一個(gè)真空吸力點(diǎn)，會(huì)通過(guò)噴嘴側(cè)后方或側(cè)面的開(kāi)口（吸入口）大量吸入電泳槽底部或周?chē)牟垡骸?/p>

?混合與噴射：被吸入的槽液與高速流動(dòng)的主循環(huán)液流在噴嘴的擴(kuò)散段充分混合，然后以較低的速度但更大的流量噴射到電泳槽中。

這樣設(shè)計(jì)的好處：

?能耗低，效率高：主循環(huán)泵只需要推動(dòng)一部分流體通過(guò)狹窄喉部產(chǎn)生高速，就能“撬動(dòng)”（吸入并帶動(dòng)）數(shù)倍于自身流量的槽液一起運(yùn)動(dòng)。相比于普通噴嘴，它能用更小的泵功率實(shí)現(xiàn)更大體積的槽液循環(huán)。

?溫和且均勻的攪拌：噴射出的流體流速適中，避免了直沖噴嘴對(duì)濕膜可能造成的沖擊損傷，同時(shí)能形成大范圍的、無(wú)死角的流動(dòng)，確保槽液成分和溫度高度均勻。

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02  防止顏料沉淀（關(guān)鍵目的）

電泳漆是一種水溶性涂料，其中包含：①樹(shù)脂：成膜物質(zhì)，溶于水。②顏料：提供顏色和遮蓋力，是不溶于水的固體顆粒。如果槽液靜止，這些顏料顆粒會(huì)因?yàn)橹亓Χ饾u沉降到槽底，導(dǎo)致：①槽液上下成分不均：上部樹(shù)脂多，顏色淺；下部顏料多，顏色深。②工件涂裝不均：不同位置的工件，甚至同一工件的不同部位，漆膜顏色和厚度會(huì)不一致。③嚴(yán)重時(shí)：沉淀的顏料會(huì)板結(jié)在槽底，堵塞管道，造成巨大損失。

文丘里噴嘴通過(guò)持續(xù)、高效地?cái)噭?dòng)整個(gè)槽液，讓顏料顆粒始終處于均勻懸浮狀態(tài)，從根本上避免了沉淀的發(fā)生，保證了電泳涂裝的一致性和穩(wěn)定性。

文丘里噴嘴的幾何形狀是其性能的決定因素，為三段式結(jié)構(gòu)：

收斂段（進(jìn)口段）：形狀：通常為錐形或平滑的圓弧形。角度：收斂角是關(guān)鍵參數(shù)，一般在 10° ~ 30° 之間。角度過(guò)小會(huì)導(dǎo)致噴嘴過(guò)長(zhǎng)，角度過(guò)大會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)分離，增加能量損失。20° ~ 25° 是常見(jiàn)選擇。作用：將流體平穩(wěn)加速，將壓力能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

 

喉部（喉管）：形狀：一段等直徑的直管。長(zhǎng)度：喉部長(zhǎng)度通常為其直徑的 0.8 ~ 1.5 倍。太短則流動(dòng)不穩(wěn)定，太長(zhǎng)則摩擦損失過(guò)大。作用：穩(wěn)定高速流動(dòng)，并在其末端形成穩(wěn)定的低壓區(qū)，這是卷吸現(xiàn)象發(fā)生的位置。

 

擴(kuò)散段（出口段）：形狀：漸擴(kuò)的錐形。角度：擴(kuò)散角尤為關(guān)鍵，通常為 5° ~ 8°，最大不宜超過(guò) 10°。角度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致流體與壁面分離，產(chǎn)生渦流，造成巨大的壓力損失，使文丘里效應(yīng)失效。作用：將流體的動(dòng)能逐步恢復(fù)為壓力能，減少出口動(dòng)壓損失，提高效率。

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單個(gè)噴嘴的性能再好，也需要合理的布局、安裝位置與方向，才能發(fā)揮整體效果。通常安裝在槽體底部?jī)蓚?cè)的管道或堰槽下方，噴嘴方向略向上傾斜或水平指向槽體中心。布局原則是使噴出的液流在槽內(nèi)形成一個(gè)整體的大循環(huán)渦流，避免存在攪拌死區(qū)。

 

間距：噴嘴間距需根據(jù)其有效射流距離來(lái)確定，通常為 1 ~ 2.5 米。確保相鄰噴嘴的流場(chǎng)能夠相互銜接，覆蓋整個(gè)槽體橫截面。

 

與循環(huán)泵的匹配：循環(huán)泵的流量和壓力必須與所有噴嘴的總流量和總壓力損失（包括管道、過(guò)濾器等）相匹配。通常在泵的出口主管上會(huì)安裝壓力表和流量計(jì)，用于監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

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文丘里噴嘴的維護(hù)與保養(yǎng)主要就是倒槽時(shí)觀察角度是否正常，是否有破損、脫落、堵塞等異常情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。因此，文丘里噴嘴雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但卻是現(xiàn)代電泳涂裝系統(tǒng)中不可或缺的“心臟”部件之一，直接關(guān)系到涂裝質(zhì)量的優(yōu)劣和生產(chǎn)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

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本文作者：浩力森應(yīng)用工程中心 薛琪