壓縮空氣系統(tǒng)中需要對(duì)壓縮空氣進(jìn)行預(yù)處理，行業(yè)內(nèi)的通常做法是采用多級(jí)分離過濾裝置來將壓縮空氣中的固體顆粒和液態(tài)油霧過濾掉。壓縮空氣過濾器測(cè)試用氣溶膠發(fā)生器用于其過濾效率檢測(cè)，其發(fā)生的氣溶膠實(shí)際為混合物質(zhì)的微小粒子，使氣溶粒子在壓縮空氣中通過過濾器，檢測(cè)過濾器前后的粒子濃度從而得到該過濾器的過濾效率。對(duì)于不同的粒子濃度和粒子粒徑，過濾器會(huì)有不同的過濾效率，這需要?dú)馊苣z發(fā)生器能夠調(diào)節(jié)粒子粒徑和粒子濃度。目前檢測(cè)用氣溶膠發(fā)生主要有凝聚式、振動(dòng)式、噴嘴式等方式。噴嘴式是最早的粒子發(fā)生方法，其適用于各種壓力環(huán)境下的粒子發(fā)生，但對(duì)于要求粒子濃度和粒子粒徑可控性的情況，只有凝聚式氣溶膠發(fā)生器能夠滿足要求。劉志軍曾研制過高效空氣過濾器測(cè)試用氣溶膠發(fā)生器，該發(fā)生器為“冷凝式單分散氣溶膠發(fā)生器”，該氣溶膠發(fā)生器不能直接用于高壓系統(tǒng)的過濾器檢測(cè)，但其驗(yàn)證了高壓下的氣溶膠發(fā)生器的可行性。收林秉樂教授為搭建DOP 法濾料檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)曾研制過超小DOS 粒子單分散氣溶膠發(fā)生器，但沒有將技術(shù)向社會(huì)推廣，也沒有形成穩(wěn)定的產(chǎn)品。劉志軍的研究中成功研制了氣溶膠發(fā)生器的原型機(jī)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其各方面的性能，并將其具體設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)初步確定。本研究在其基礎(chǔ)上對(duì)凝聚式氣溶膠發(fā)生器進(jìn)行高壓運(yùn)行下的改造。1 凝聚式氣溶膠發(fā)生器的發(fā)生原理1． 1 凝聚式氣溶膠發(fā)生器文獻(xiàn)［7］綜述了凝聚式發(fā)生單分散氣溶膠的條件。通過控制凝結(jié)核和蒸汽的濃度，并使其在控的條件下冷凝而發(fā)生單分散氣溶膠。凝聚式氣溶膠發(fā)生器里，首先壓縮空氣通過噴嘴形成噴霧，噴霧形成的液滴干燥后形成凝結(jié)核，將凝結(jié)核和另一種蒸汽相混合，冷卻后蒸汽將凝結(jié)在凝結(jié)核上，最終形成分散度較好的氣溶膠。如圖1 所示。凝聚式氣溶膠發(fā)生原理，即通過蒸汽在凝結(jié)核上降溫凝結(jié)，形成氣溶膠粒子。整個(gè)過程既要產(chǎn)生可用的適量凝結(jié)核，又要產(chǎn)生適量的用于凝結(jié)的蒸汽，最后再讓蒸汽在凝結(jié)核上降溫凝結(jié)，這三個(gè)過程是氣溶膠發(fā)生的關(guān)鍵。從文獻(xiàn)［2］中可以得出這樣的結(jié)論: 凝結(jié)是飽和蒸汽凝結(jié)在凝結(jié)核上集聚，最后生長成較大液滴粒子的過程。過飽和蒸汽和凝結(jié)核是發(fā)生凝結(jié)的必要的物質(zhì)條件凝過程根據(jù)有無外來凝結(jié)核的參與，可分為均質(zhì)成核和非均質(zhì)成核兩類基本的凝結(jié)過程。兩類凝結(jié)過程的發(fā)生都需要過飽和的蒸汽和凝結(jié)核，但是，兩類凝結(jié)過程的實(shí)現(xiàn)的難易程度是不一樣的，非勻質(zhì)成核凝結(jié)所需的飽和比遠(yuǎn)小于勻質(zhì)成核凝結(jié)所需的飽和比，也就是說，非勻質(zhì)成核凝結(jié)比勻質(zhì)成核凝結(jié)來實(shí)現(xiàn)起來更容易。另外，根據(jù)開爾文效應(yīng)，只有當(dāng)蒸汽的飽和比S ＞ 1 時(shí)才會(huì)發(fā)生冷凝現(xiàn)象，并且對(duì)于給定冷凝溫度的特定飽和蒸汽來說，其飽和比S 越高，發(fā)生冷凝的臨界直徑越小，實(shí)現(xiàn)起來更容易，而實(shí)際上，在較的溫度和壓力下要想大幅度的提高蒸汽的過飽和度是很困難的。2 氣溶膠發(fā)生器的設(shè)計(jì)氣溶膠發(fā)生器的發(fā)生過程包含3 種不同的參與物質(zhì)、4 個(gè)主要的作用容器以及相應(yīng)的環(huán)境設(shè)備和檢測(cè)設(shè)備，整個(gè)設(shè)計(jì)過程包括對(duì)發(fā)生流程、應(yīng)物質(zhì)、制造工藝和過程控制的相互協(xié)調(diào)和不斷修正。已有的氣溶膠發(fā)生器的初始?jí)毫η闆r和出口壓力與設(shè)計(jì)目標(biāo)相差較大，現(xiàn)有的氣溶膠發(fā)生器出口壓力值約為0. 1 MPa( 即為常壓) ，改造目標(biāo)為出口最大壓力為0. 5 ～ 1 MPa，主要的設(shè)計(jì)目標(biāo)即為整體改造為能承受高壓即可，原理和流程基本不變，但在具體的各部分元件也均有改變。