水霧液滴產生方式

將液體霧化的方式有許多種，但主要的關鍵乃是被霧化的介質與 周遭環境間需要有一較高的相對速度（Relative Velocity），而達到使 介質破裂霧化的效果。為了滿足各種不同霧化效果的需求，進而衍生 出許多不同設計理念的霧化器。若是依照霧化的動力源不同而將霧化 器予以分類，大致上可以分成下列三種的型式：

1. 壓力式霧化器（Pressure Atomizer）利用高壓使液體經由霧化器噴 出而破裂霧化於周圍較低速或靜止的空氣中。

2. 雙流體型霧化器（Twin-fluid Atomizer）是將待霧化液體曝露於相 對高速的氣相流中，藉液氣兩相間的動能傳遞，達到霧化的目 的，例如有較小氣/液質量比的氣助式（Air-Assist）霧化器及較大 氣/液質量比的氣衝式（Air-Blast）霧化器即是屬於這一類型。

3. 旋轉式霧化器（Rotary Atomizer）是利用機械旋轉裝置將液體甩 拋而霧化。

除此之外，尚有其它運用不同原理的霧化器，如利用超聲波震盪 使液體霧化的霧化器，或是利用靜電使液體帶電霧化的霧化器等。

本研究為探討不同水霧粒徑大小對水霧系統滅火效能之影響，水 霧撒水頭利用自行設計之渦頭與渦道組合，透過泵浦加壓水使水通過 此渦頭與渦道時會產生旋轉撕裂，進而形成破裂霧化之小水滴，為產 生水霧粒徑範圍由200μm、800μm，將結合 2 個渦頭與 2 個渦道並配 合不同壓力來產生。

部份採用光學式或影像技術來進行，常見的方式有包括利用高速攝影 機、雷射都普勒速度儀、雷射繞射粒徑分析儀等。本研究水霧粒徑大 小與分部範圍之量測主要是利用雷射繞射粒徑分析儀來進行。

雷射繞射儀的組成包含雷射光源、偵測器、樣品分散裝置和數據 收集及分析系統四部分，如圖3.6 所示。

主要量測原理是利用Fraunhofer 及完整 Mie 理論，Fraunhofer 理 論是指透過一平行光束照過粒子後，會依不同粒子的大小產生不同的 繞射角，藉由收集各角度的光強度計算初期粒徑大小及分布百分比；

Mie 理論主要是補足 Fraunhofer 的假設，將光的折射、穿透、反射、

吸收等現象考慮進去，使得繞射理論更加完善。而由Mie 理論的計算 可以推導出任何已知折射率的球型粒子被一固定波長及偏極性的光 源照射後偵測器位置的光譜，因此任何粒子都可以適用且更可推導到 Submicron 的粒子量測、其原理如圖 3.7 所示。詳細規格可見表 3.7。

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（圖3.6、3.7 資料來源：參考文獻 9）

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量 測 原 理 Mie Scattering

量 測 範 圍 2.25～850μm 微半圓形或不規則形狀粒子 光 源 固態雷射，波長 670nm，功率 1MW

光 束 直 徑 10nm

量 測 濃 度 1ppm～10,000ppm，相對雷射(Obscurations)2%～95%

準 確 度 3％

精 確 度 0.5％

量 測 速 度 靜止至超音速流，每秒可量 2,000 個粒徑分佈 量 測 時 間 0.5 秒以上

偵 測 器 32 個光二極體

擁有氣幕裝置，避免量測時，鏡頭受待測物質不正常遮蔽。

（資料來源：參考文獻9）