急冷喷枪的工作原理与工作过程详解

　　急冷喷枪的核心是通过冷却介质与高温工件之间的强制对流换热，实现快速降温。其工作过程可分为以下阶段。

　　1.介质输送

　　冷却介质(如水)从储罐经泵加压，通过管路输送至喷枪。

　　介质流经喷嘴前，可能经过过滤器去除杂质，避免堵塞。

　　2.雾化与喷射

　　在雾化喷嘴中，高压液体通过小孔或旋流室破碎成微小液滴(直径通常为50-200μm)，增大表面积以提高换热效率。

　　液滴以高速(可达50-100m/s)喷射至工件表面，形成液膜或直接汽化。

　　3.换热过程

　　液膜阶段：液滴接触高温工件后形成液膜，通过显热交换吸收热量。

　　沸腾阶段：液膜温度达到沸点后，发生剧烈沸腾(核态沸腾)，换热系数急剧升高(可达10⁴-10⁵ W/m²·K)。

　　汽化阶段：部分液滴直接汽化，带走大量汽化潜热(水的汽化潜热为2257 kJ/kg)。

　　4.急冷效果

　　快速冷却使工件表面形成细小马氏体组织(金属)或非晶结构(玻璃)，提高硬度、耐磨性或光学性能。

　　冷却速率通常需达到10²-10⁴ K/s，具体取决于材料和工艺要求。