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4-4 第三代噴嘴的詳細設計

第三代噴嘴主體從材料的選擇上以黃銅為主,其主要原因為材質軟容易加 工,特別對小孔徑加工上特別重要,另外鋁才也屬於易切削材質,缺點在於高溫 拋光的環境下,鋁材質的熔點 660~655℃,黃銅材質熔點在 898.89~1037.78

℃之間,黃銅所能承受的溫度比鋁還高,故使用黃銅為噴嘴主體材料,黃銅的種

進水管

出水管

圖 4.6、噴嘴水冷進出管

圖 4.7、水冷銅管

圖 4.8、冷水進入與離開噴嘴本體的交接處

圖 4.9、噴嘴本體水冷流道 前端

後端

在圖 4.9 中看到噴嘴水冷前端部分铣的比較深的槽,這個部分比較貼近噴嘴 前端的氣流道,而燃燒時所吸收的熱由於此水槽兩端比較靠近熱源因此可以很快 的將熱帶離噴嘴,為了有效的使噴嘴冷卻,噴嘴後端的部分另外铣 0.5 ㎜的水冷 槽,主要是增加冷卻水的接觸面積,可以更有效的將熱帶離,而水從進水管到噴 嘴一面流過之後,在經由水冷管連通道將水引至另外一面之後在離開噴嘴本體。

兩面間連通道

圖 4.10、噴嘴本體水冷連通道

不鏽鋼水冷蓋

圖 4.11、噴嘴不鏽鋼水冷蓋片爆炸側視圖

在噴嘴水冷曹的部分需要將他封上,才可以讓水在噴嘴內部發揮功用,所以 從圖(4.11)(4.12)在水槽外面加上兩片不鏽鋼片,在鋼片周圍以銀焊將其封 死,會用不鏽鋼為材質主要是因為他本身拋光後可以反輻射熱,且為熱的不良導 體,可以阻止熱往噴嘴本體傳遞,但在噴嘴前端的銀焊並不容易,主要是因為它 的受銲面積小容易焊接不完全,所以若焊接不完全則會有水滲出,若水滴在拋光 的玻璃上必定會造成爆裂,因此這水冷部分中較困難的部分。

噴最另一個設計的重點在於氣體的均勻分佈,當氣體在噴嘴內部腔室均勻的 分佈時,混合氣體在離開噴嘴燃燒時的火焰溫度分佈將會均一,所以在第三代噴 嘴的設計上我們多增加了類似檔板快速接頭(圖 4.13),來讓氣體進入的前半 段時,因為遇到檔版而分流,由於此接頭的設計為對稱,所以氣體在分左右的機 率是均等的,不會有特別一邊的量比較多,氣體遇到檔板時一部份往左右方向分 流,另一部份則會繞過檔板繼續前進,理論上整個腔室內的混合氣是均勻的,從

(圖 4.14)可以看出混合氣體流動的示意;快速接頭與噴嘴本體則是以銅焊焊 密,另外一方面由於 50 個 0.5 ㎜的出氣孔太小,他對氣體是以種阻擋,因此也 有整流的功能,利用這些概念達到第二章噴嘴需求。

圖 4.12、噴嘴不鏽鋼水冷蓋等角視圖

圖 4.13、混合燃料均勻分佈裝置

圖 4.14、噴嘴內部氣體流動方向 混合氣體

噴嘴內部腔室

第五章 第三代噴嘴的鑑定及運用

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