噴霧(spray)是將液體通過噴嘴噴射到氣體介質(zhì)中，使之分散并碎裂成小顆粒液滴的過程。由于液體相對于空氣或氣體的高速運動，或者由于機械能的施加和噴射裝置的旋轉(zhuǎn)或振動，液體會霧化成各種尺寸范圍的細小顆粒。

噴霧可以由多種途徑產(chǎn)生，但不論哪種途徑，有幾個基本的因素適于所有的霧化過程：

1、圓射流或液膜射流噴射表面波的發(fā)展和氣體的擾動作用，它涉及噴射表面波的形成與發(fā)展理論和空氣動力學，由此會導致噴射液體碎裂成片、線、大顆粒液滴，直至最終的小顆粒液滴。

2、噴霧噴嘴的幾何形狀、噴霧噴嘴內(nèi)部的流動特性、噴射壓力與環(huán)境氣體背壓的差值、氣體介質(zhì)的性質(zhì)和液體本身的物理特性，它們對于確定噴霧的形態(tài)、錐角、貫穿度、液滴尺寸和速度隨時間和空間的分布至關(guān)重要。這些因素并非獨立存在，而是相互影響、相輔相成，最終決定了霧化的效果。

噴霧機理的研究一直是噴霧學的難點之一，尚未完善。其物理模型和數(shù)學模型的建立要求研究者具有扎實的流體力學和數(shù)學知識。對各種邊界條件的正確確定和數(shù)學推導的嚴密性要求很高，有時甚至需要反復研討才會有所進展。

根據(jù)形狀和噴射的特點，噴霧噴嘴可以分成許多類型，每種噴嘴都有它特定的用途和霧化的特點。最典型的噴嘴是平孔噴霧噴嘴，它廣泛地應用于汽車、飛機和火箭發(fā)動機的燃燒室中。平孔噴霧噴嘴所形成的圓射流在很高的噴射壓力下高速噴出，受氣流的擾動作用而碎裂。

噴嘴的噴霧原理：

Rayleigh提出，只要液體圓射流表面波的波長接近圓射流直徑兩倍時，氣流的擾動就會導致圓射流碎裂;而湍流圓射流能夠在沒有任何外力作用的情況下，僅僅依靠其本身的湍流脈動就會碎裂。一旦液體離開噴霧噴嘴，噴嘴壁面就不再控制圓射流，液體將主要受本身表面張力的直接影響。

當液體克服了自身的表面張力時，圓射流就會碎裂。液體在形成小的片、線或顆粒液滴情況下達到新的平衡，一旦液體由于本身或氣體的擾動而再次克服表面張力時，就會進一步碎裂成更加細小的顆粒。液體的粘度抑制圓射流不穩(wěn)定性的增長及推遲液體碎裂的進程，使霧化發(fā)生在氣、液相對速度較低的下游區(qū)域。

在大多數(shù)情況下，液體的湍流、噴嘴的空腔、環(huán)境氣體密度的增大和氣體動力作用都對霧化有利。能夠產(chǎn)生液膜射流的噴嘴使液體霧化，并使液、氣充分混合。

噴嘴對液膜射流的影響：

平面液膜射流通常是由高壓液體通過一個狹縫所產(chǎn)生，如扇形噴霧噴嘴，它應用于制衣工業(yè)和小型環(huán)狀燃氣輪機燃燒室中。

環(huán)狀液膜射流是由高壓液體通過一個環(huán)形狹縫產(chǎn)生，如壓力噴霧噴嘴中的軸針式噴嘴和噴氣噴霧噴嘴中的預膜噴嘴，它們分別應用于柴油機和燃氣輪機中;或者通過一個轉(zhuǎn)盤或轉(zhuǎn)杯所產(chǎn)生，分別稱為轉(zhuǎn)盤噴霧噴嘴和轉(zhuǎn)杯噴霧噴嘴，應用于霧化干燥、霧化冷卻和農(nóng)業(yè)灌溉。這些噴霧噴嘴要求一定的噴射壓力或旋轉(zhuǎn)離心力，以便產(chǎn)生一定的噴射速度。

液膜射流一旦形成，其最初的液體動力穩(wěn)定性就會被空氣動力的擾動所破壞。隨著液膜射流遠離噴嘴的擴展，液膜射流的厚度會逐漸增大，使之碎裂成液線及最終的液滴。如果噴射壓力足夠大，液體在噴嘴的出口處就會霧化成細小顆粒，而沒有線狀過渡區(qū)。

除此之外，液膜射流的初始厚度、與環(huán)境氣體的相對速度、液體的粘性和表面張力也是決定霧化液滴尺寸范圍和平均直徑的重要因素。噴氣噴嘴噴射的液體與環(huán)境氣體之間有很高的相對速度，液體運動速度較慢，而噴射的空氣速度卻很快，流量也大。其基本機理是低壓噴霧噴嘴將低粘度的液體隨高速氣流噴出，液膜射流的表面波由于高速噴射氣流的擾動而碎裂、霧化。

噴霧液束的形態(tài)、發(fā)散度、錐角和貫穿距離統(tǒng)稱為噴霧特性。

噴霧液束的形態(tài)：

在大多數(shù)實際應用中，噴霧液束形態(tài)的對稱性是重要的參數(shù)。非對稱液束削弱了液體碎裂的效率，使霧化質(zhì)量變差。在噴霧印染中，液束的對稱和均勻是保證印染質(zhì)量的基本要求。

液束的對稱性對于燃燒裝置中的噴霧也是十分重要的，燃油必須均勻地分布于整個燃燒室空間，以便燃油和空氣能夠充分混合，提高燃燒效率，降低排放污染物。但是噴霧液束的不對稱通常不易察覺，除非這種不對稱已經(jīng)非常嚴重才會被觀測到。

液束的發(fā)散度是噴霧液束內(nèi)液體與氣體的總體積與液束內(nèi)液體體積的比值。發(fā)散度高的液束能夠使霧化液體與環(huán)境氣體的混合更為迅速，液滴的蒸發(fā)速率更高。

噴霧的發(fā)散度與噴霧錐角：

發(fā)散度與噴霧錐角密切相關(guān)，平孔噴霧噴嘴的噴霧錐角較小，發(fā)散度也小。通常，能夠使噴霧錐角增大的因素都會使液束的發(fā)散度增大。

由于噴霧液束與環(huán)境氣體的相互作用，使得液束的邊界不是直的，而是一個曲面，這將造成噴霧錐角定義和測量的困難。為了解決這個問題，通常以從噴霧噴嘴出口到液束某一軸向位置所連接的直線來代替液束輪廓的曲線。

用閃光照相法測量噴霧錐角，通常要將液束的側(cè)面照片放大至少2～3倍，測量結(jié)果才較準確。一種簡單的測量方法是將一張白紙放置于液束的某一軸向位置，噴霧會將白紙浸濕，立即測量白紙上濕潤印跡的直徑，經(jīng)簡單計算就可得到噴霧錐角。

噴霧的貫穿距離：

噴霧的貫穿距離可以定義為液束能夠到達的最大距離。它由兩個相互作用力的差值決定：一個是液體射流的初始動力，另一個是環(huán)境氣體的空氣動力阻力。

射流的初始速度很高，但隨著噴霧過程的進展，以及霧化液滴數(shù)目的增多和總表面積的增大，由于液滴與環(huán)境氣體的摩擦，液體動能逐漸減弱。當最終耗盡了液滴的動能時，液滴就會隨著環(huán)境氣體的運動而運動，或者受重力作用而下落。噴射壓力越大，環(huán)境氣體阻力越小，噴霧錐角越小，貫穿距離就越大。

通常，霧化液滴的尺寸范圍很廣。液滴尺寸分布的知識對于評估霧化質(zhì)量，以及液滴與環(huán)境氣體之間的質(zhì)量和熱量傳輸?shù)挠嬎闶钟幸妗?/p>

確定霧化液滴尺寸分布的困難致使人們?nèi)ナ褂帽容^容易確定的平均直徑來評估霧化質(zhì)量的好壞。霧化液滴的平均直徑通常是以腫為單位的，其表示方法很多，如長度平均直徑D10、表面積平均直徑D20、面長比平均直徑D21、體積平均直徑(或稱質(zhì)量平均直徑)D30、體長比平均直徑D31、索特(Sauter)平均直徑D32(或以符號SMD表示)和德布魯克(DeBmuckere)平均直徑D43等。最常用的是索特平均直徑，尤其對于燃燒室內(nèi)燃料的傳質(zhì)、傳熱問題，多用它來進行評估，其次為體積平均直徑和長度平均直徑。

蒸發(fā)將使霧化的大顆粒液滴變小，小顆粒液滴成為氣體，即粒徑為零。它與液滴的相互碰撞一同直接影響液滴的存留時間，從而使液滴的尺寸隨著時間的推移而重新分布。其對于燃燒室中燃油的霧化質(zhì)量隨時間變化的評估意義重大，它也對燃燒產(chǎn)物的排放產(chǎn)生很大影響。

霧化特性和液滴尺寸分布的測量方法有很多，目前最先進的測量方法有激光全息攝像法、高速攝像法、激光多普勒法和馬爾文法等。激光全息攝像法曝光時間極短，可以記錄噴霧粒子的三維瞬態(tài)圖像，靜態(tài)再現(xiàn)。高速攝像的頻率可以達到每秒10萬幀以上，而且配有計算機圖像處理軟件，還可以用來研究噴霧速度、錐角、貫穿距離等噴霧特性。激光多普勒和馬爾文粒子分析系統(tǒng)可以準確高效地研究霧化液滴的尺寸分布。這些測量方法的共同缺點是高質(zhì)量儀器的價格較貴。

近年來，高清晰度數(shù)碼照相機開發(fā)速度很快，高端產(chǎn)品不斷更新。它拍攝便捷、可靠性高，易于對拍攝位置和參數(shù)進行調(diào)整，圖像清晰，試驗成本低廉，可以用于噴霧特性的比較研究。

自然的霧化有下雨、瀑布和海水霧化等。噴霧的應用主要有以下幾個方面：

1、日常生活：淋浴，花園和草地的澆水，整理發(fā)型的發(fā)膠和摩絲，滅蚊蠅的噴藥器和空氣消毒、清潔器，空氣加濕器，清潔街道的灑水車，噴霧作畫，噴墨打印機等。

2、醫(yī)用：霧化清痰器和揮發(fā)性麻醉劑的蒸發(fā)等。

3、生產(chǎn)和工藝流程：霧化干燥(如牛奶制品、咖啡和茶葉，藥片糖衣，肥皂和清潔劑等)，霧化潤濕，霧化冷卻(如霧化池、塔、反應器等)，霧化反應(如吸收器、烘干器和汽車烤漆房)，粉末冶金，表面涂脂(如環(huán)氧樹脂、聚酯類等)，泡沫和乳化劑的制取，汽車清洗噴頭，制衣(包括表面處理、噴霧印染、纖維和絕緣材料的制作等)，半導體和計算機芯片的酸堿蝕刻等。

4、農(nóng)業(yè)：給果樹噴灑農(nóng)藥的噴霧器和農(nóng)業(yè)灌溉等，用噴霧器進行農(nóng)作物給水要比放水漫灌節(jié)約更多可貴的水資源，而且農(nóng)作物的長勢良好，這種方法要求霧化液滴的尺寸不能太小，以便

噴射得更遠，增大灌溉的覆蓋面積。

5、消防：霧化后的水滴能夠吸收更多的熱量，從而有效地壓制火勢。

6、瀝青霧化鋪路：(常表現(xiàn)為非牛頓流體)。

7、燃燒室：燃油鍋爐、柴油機、汽油機、燃氣輪機、飛機發(fā)動機和火箭發(fā)動機的燃料霧化。在這些裝置中，噴霧噴嘴的設計、制造精密度很高，霧化的大量小顆粒燃料液滴能夠有效地增大燃料與助燃劑接觸的表面積，使燃料蒸發(fā)迅速，充分與助燃劑混合，增強質(zhì)量和熱量的傳遞并燃燒完全，減少排放污染。

在過去的數(shù)十年中，噴霧科學與技術(shù)有了長足的發(fā)展，應用領(lǐng)域不斷擴大，目前，噴霧學已經(jīng)成為國際性的研究領(lǐng)域。其發(fā)展主要表現(xiàn)在噴霧數(shù)學模型的進展、數(shù)值計算分析的不斷完善和光學測試技術(shù)的改進與開發(fā)。

噴霧劑，系指原料藥物或與適宜輔料填充于特制的裝置中，使用時借助手動泵的壓力、高壓氣體、超聲振動或其他方法將內(nèi)容物呈霧狀物釋出，用于肺部吸入或直接噴至腔道黏膜...[查看全部]

噴霧降溫，可以局部地控制大環(huán)境的溫度。噴霧降溫系統(tǒng)通過散發(fā)到空氣中的水微粒，在汽化的過程中要吸收大量周圍環(huán)境中的熱量，蒸發(fā)冷卻從而降低周圍環(huán)境溫度的原理，達到降溫的目的。

噴霧降溫系統(tǒng)利用高壓泵將水加壓至4～7MPa，再通過高壓管路系統(tǒng)傳送到特制的高壓霧化噴嘴，形成細水霧顆粒噴射到空氣中，霧滴在空氣中懸浮擴散并不斷蒸發(fā)，消耗空氣中的大量熱能，從而降低噴霧區(qū)域的溫度，達到降溫的目的;同時，霧層還能對太陽光起到吸收、反射和散射的作用，減弱霧層下方空氣和地面的太陽輻射強度，減少地面熱量積累，降低地面溫度。

噴霧降溫理論上1m3空氣僅需吸收2.93g水的蒸發(fā)潛熱即可使40℃空氣等壓降溫5℃。用于人類活動環(huán)境的噴霧降溫，霧滴不能大量沉降到地面，以避免明顯潤濕行人著裝、淋濕地面而帶來不便，因此噴霧降溫系統(tǒng)比傳統(tǒng)農(nóng)牧業(yè)中的噴淋或噴灌系統(tǒng)的霧化要求更為嚴格。

噴霧降溫適用于室外和通風較好的半室外場所，可運用于公眾廣場、街道、運動場館、游樂場、工廠、空調(diào)外機、農(nóng)畜牧等多個領(lǐng)域的降溫，降溫效果明顯，發(fā)展前景廣闊。隨著噴霧降溫技術(shù)的成熟，噴霧降溫有望在一定程度上改善夏天室外的炎熱環(huán)境，使城市局部小氣候的調(diào)節(jié)成為可能。

隨著人民生活水平的提高，各種大型室外活動越來越普遍，室外高溫環(huán)境對人體的影響引起人們的關(guān)注。傳統(tǒng)的環(huán)境降溫方式僅限于室內(nèi)，降溫范圍有限。針對城市高溫和熱島效應，急需一種高效、節(jié)能的室外環(huán)境降溫系統(tǒng)以改善城市熱氣候和室外環(huán)境質(zhì)量。噴霧降溫技術(shù)是以水為原料的純物理方式，以蒸發(fā)吸熱原理吸收環(huán)境熱量，降溫過程中不產(chǎn)生有害物質(zhì)，不對環(huán)境二次污染，降溫效果迅速，人體舒適度好。

高壓噴霧系統(tǒng)主要應用于景觀綠地、體育場館、主題公園、舞臺影視等領(lǐng)域，用于營造景觀效果。隨著科技的發(fā)展，高壓噴霧系統(tǒng)已越來越多的應用于室外降溫領(lǐng)域。

高壓噴霧直接蒸發(fā)冷卻技術(shù)應用在

噴霧降塵是一種新型的降塵技術(shù)，是利用噴霧產(chǎn)生的微粒由于其及其細小，表面張力基本上為零，噴灑到空氣中能迅速吸附空氣中的各種大小灰塵顆粒，形成有效控塵。

噴霧原理：

噴霧是通過噴嘴，使液體分散成細小的霧滴，進入到空氣中。噴霧的整個過程，包括內(nèi)部液體的動力、噴射表面氣體的運動、噴射壓力，以及噴嘴的形狀等都對液體霧化的效果有重要的影響，這些因素之間彼此聯(lián)系，相互影響。

目前對于霧化的機理主要有兩種：

一種是射流破碎理論，瑞利最先提出射流破碎不穩(wěn)定理論，他認為要形成噴霧的液體在噴射時，其與氣體的速度差會產(chǎn)生擾動，當這個擾動不斷擴大時，直至擾動振幅達到最初射流半徑，就會破壞射流的穩(wěn)定，液體也就產(chǎn)生破碎，進而形成液滴。但這個理論忽略了液體的粘結(jié)力，韋伯在此基礎(chǔ)上，加入了液體的粘結(jié)力，計算得出了粘性射流最大的不穩(wěn)定值，完善了射流破碎理論。

另一種機理是液膜破碎霧化理論，這種理論認為液體噴出時，在液體表面有一層液膜，在噴出的過程中，液膜的穩(wěn)定性受到破壞，產(chǎn)生波動，隨著擾動的加大，當擾動振幅達到半個或一個波長時，液膜破裂，液體便會分散，之后由于表面張力作用，分散的液體又再次聚集，形成液滴。

降塵原理：

噴霧降塵主要是通過四種方式捕捉粉塵，并使其沉降，從而實現(xiàn)降塵。

1、通過噴霧，礦井內(nèi)的濕度增高，水氣便會以粉塵顆粒為中心聚集，使塵粒的質(zhì)量和直徑增加，利于塵粒之間的碰撞，當塵粒相互碰撞時，由于表面有水氣包圍，反彈力減少，塵粒便會逐漸沉降下來;

2、質(zhì)量和直徑較大的塵粒受到自身重力和慣性的影響，運動方向會脫離風流的流線方向，不計塵粒的質(zhì)量，塵粒會與分流一同運動，但塵粒有一定的大小，當噴霧的水霧粒與塵粒質(zhì)心的距離小于其半徑時，兩者會粘結(jié)到一起，從而塵粒被攔截，這個過程稱為攔截捕塵;

3、直徑大于 0.5～1μm 的塵粒，其與水滴的相對速度，以及水滴的直徑都對粉塵的

噴霧劑，系指原料藥物或與適宜輔料填充于特制的裝置中，使用時借助手動泵的壓力、高壓氣體、超聲振動或其他方法將內(nèi)容物呈霧狀物釋出，用于肺部吸入或直接噴至腔道黏膜及皮膚等的制劑。

噴霧劑概念：

指不含拋射劑，借助于手動泵的壓力將藥液噴射成霧狀的制劑。質(zhì)量要求：①藥物分散均勻、穩(wěn)定。溶液型噴霧劑的藥液要澄明;乳劑型噴霧劑分散相在分散介質(zhì)中應分散均勻;混懸型噴霧劑中的藥物應微粉化。②無毒、無刺激。③用于創(chuàng)面的應無菌。

氣霧劑概念：

指藥物與適宜的拋射劑封裝于具有特制閥門系統(tǒng)的耐壓密封容器中而制成的制劑。使用時借助拋射劑的壓力將內(nèi)容物噴出。質(zhì)量要求：①無毒、無刺激。②噴出物的霧滴或霧粒要細小、均勻、劑量準確。③泄露與爆破應符合規(guī)定，確保安全使用。④用于燒傷、燙傷的氣霧劑應無菌。

氣霧劑和噴霧劑的區(qū)別：

噴霧劑和氣霧劑最大的區(qū)別在與噴霧劑靠借助外力噴射，氣霧劑借助內(nèi)壓及拋射劑噴出。另外氣霧劑相對噴霧劑的缺點有：①成本較高(因內(nèi)壓容器、閥門系統(tǒng)和特殊的生產(chǎn)設備)。②拋射劑有致冷效應，多次使用于受傷皮膚創(chuàng)面可引起不適于刺激。③拋射劑有一定的毒性，不適宜心臟病患者作為吸入氣霧劑使用。④易發(fā)生爆炸。

根據(jù)噴霧劑內(nèi)容物的不同可分為溶液型噴霧劑、乳液型噴霧劑、混懸型噴霧劑。噴霧劑的制備需根據(jù)藥物本身的溶解性能、毒副作用及其他理化性質(zhì)選擇合適的類型及制備工藝。

1、溶液型噴霧劑的制備

溶液型噴霧劑藥物以分子狀態(tài)分散在溶劑中形成澄明溶液。此類噴霧劑多以水或不同濃度乙醇溶液為溶媒，增強難溶性藥物的溶解性能成為此類型制劑研究的關(guān)鍵。

生物藥劑學分類系統(tǒng)將具有低溶解度、高滲透特性的藥物歸為Ⅱ類藥物，高溶解度、低滲透性的藥物歸為Ⅲ類藥物，大多數(shù)藥物包括天然藥物的活性成分多屬于此2類，可根據(jù)藥物溶解性能和滲透性能的優(yōu)劣，選擇適宜的增溶方法。

2、混懸液型噴