RU2243036C1 - Method to form a gas-drop jet and a device for its realization - Google Patents

Method to form a gas-drop jet and a device for its realization Download PDF

Info

Publication number
RU2243036C1
RU2243036C1 RU2003110996/12A RU2003110996A RU2243036C1 RU 2243036 C1 RU2243036 C1 RU 2243036C1 RU 2003110996/12 A RU2003110996/12 A RU 2003110996/12A RU 2003110996 A RU2003110996 A RU 2003110996A RU 2243036 C1 RU2243036 C1 RU 2243036C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
liquid
stream
droplet
phase
Prior art date
Application number
RU2003110996/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003110996A (en
Inventor
И.А. Лепешинский (RU)
И.А. Лепешинский
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "СИЛЭН"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "СИЛЭН" filed Critical Закрытое акционерное общество "СИЛЭН"
Priority to RU2003110996/12A priority Critical patent/RU2243036C1/en
Priority to PCT/RU2004/000109 priority patent/WO2004096446A1/en
Publication of RU2003110996A publication Critical patent/RU2003110996A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2243036C1 publication Critical patent/RU2243036C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0491Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid the liquid and the gas being mixed at least twice along the flow path of the liquid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0441Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber
    • B05B7/0475Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber with means for deflecting the peripheral gas flow towards the central liquid flow

Landscapes

  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

FIELD: fire-prevention engineering and agriculture; methods of production of gas-drop highly concentrated jets with a long range of action.
SUBSTANCE: the invention. The offered invention is dealt with technologies of production of highly concentrated jets having a long range of action and finely dispersive structure of drops. Such jets may be used in fire-prevention engineering and agriculture for sprinkling and in fields of economy, where there is a necessity in the finely dispersed long range gas-drop jets. The offered group of inventions solves the following problems: provision of formation of a gas-drops two-phase stream by a method permitting to increase an overall performance of the device due to more rationalized use of energy of a liquid and a guaranteed method of dispersion of a two-phase bubbling gas-liquid stream. This technical purpose in the offered invention is achieved by development of a method of formation of a gas-drop jet providing for feeding of a liquid and a gas stream, dispersion of the liquid, mixing of the dispersed liquid with the gas stream and a speed-up of the produced two-phase gas-drop jet, in which according to the invention, a liquid is fed along the axis of the gas-drop jet. At that the liquid is dispersed a stage by stage and a gas stream, and a liquid disperse stage by a stage, preliminary they create a two-phase stream of a bubbling structure by feeding a part of the gas in the liquid. Then this mixture is subjected to action of cavitation or shockwaves and then the dispersed liquid is mixed with the rest of the gas. The invention is also characterized by the fact, that the gas-drop jet is placed in an additional external gas coaxial stream of the same direction.
EFFECT: the invention ensures provision of formation of a gas-drops two-phase stream by a method permitting to increase an overall performance of the device.
4 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к технологии получения высококонцентрированных струй, имеющих большую дальность и мелкодисперсный состав капель. Такие струи могут использоваться в противопожарной технике, сельском хозяйстве для полива и других отраслях, где необходимы мелкодисперсные и дальнобойные газокапельные струи.The present invention relates to a technology for producing highly concentrated jets having a long range and a finely divided droplet composition. Such jets can be used in fire fighting equipment, agriculture for irrigation and other industries where fine and long-range gas-droplet jets are needed.

Известны методы создания жидкостных струй, одни из которых обеспечивают дальнобойность за счет увеличения давления в системе подачи жидкости, а другие - за счет подачи потока газа в сопло установки.Known methods for creating liquid jets, some of which provide range by increasing the pressure in the fluid supply system, and others by supplying a gas stream to the nozzle of the installation.

Известен способ создания газокапельной струи, включающий использование эжектирующего действия газовой струи, подаваемой в газоструйный насадок сопла, для разгона жидкости и увеличения дальности полета струи (а.с. СССР №380279, кл. A 01 G 25/00, 1973).A known method of creating a gas-droplet jet, including the use of the ejecting action of a gas jet supplied to the gas nozzle nozzle, to disperse the fluid and increase the flight range of the jet (AS USSR No. 380279, class A 01 G 25/00, 1973).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является способ создания газокапельной струи, включающий подачу жидкости и газового потока, диспергирование жидкости, смешивание диспергированной жидкости с газовым потоком и ускорение полученного двухфазного газокапельного потока (Патент РФ №2107554, кл. А 62 С 31/02, 1998).The closest in technical essence to the proposed technical solution is a method of creating a gas-droplet jet, including the supply of a liquid and a gas stream, dispersing a liquid, mixing the dispersed liquid with a gas stream and accelerating the obtained two-phase gas-droplet stream (RF Patent No. 2107554, class A 62 C 31 / 02, 1998).

Недостатком известного способа является ограниченный характер используемых путей формирования двухфазного потока, снижающих эффективность газокапельной струи, в частности потери кинетической энергии жидкости при формировании дисперсного потока газокапельной структуры.The disadvantage of this method is the limited nature of the used ways of forming a two-phase flow, reducing the efficiency of the gas-droplet jet, in particular the loss of kinetic energy of a liquid during the formation of a dispersed stream of a gas-droplet structure.

Известно устройство - распылитель жидкости, включающее систему подачи жидкости, который состоит из последовательно сопряженных и соосных друг другу входного участка в форме конического конфузора, цилиндрического участка и выходного участка в форме конического диффузора (см. Патент РФ №2184619, кл. В 05 В 1/00, 2001 г.).A device is known - a liquid atomizer, including a liquid supply system, which consists of an inlet section in the form of a conical confuser, a cylindrical section and an outlet section in the form of a conical diffuser sequentially conjugated and aligned with each other (see RF Patent No. 2184619, class B 05 V 1 / 00, 2001).

Недостатком известной конструкции является зависимость ее работы от параметров потока, определяющих возникновение режима кавитации, обеспечивающего дробление жидкости и получение газокапельного потока.A disadvantage of the known design is the dependence of its operation on the flow parameters that determine the occurrence of the cavitation mode, which ensures crushing of the liquid and obtaining a gas-droplet flow.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой конструкции является устройство для создания газокапельной струи, включающее камеру формирования двухфазного газокапельного потока с входами для подачи жидкости и газа и связанное с ним газодинамическое сопло (Патент РФ №2107554, кл. А 62 С 31/02, 1998).The closest in technical essence to the proposed design is a device for creating a gas-droplet jet, including a chamber for forming a two-phase gas-droplet stream with inlets for supplying liquid and gas and a gas-dynamic nozzle associated with it (RF Patent No. 2107554, class A 62 C 31/02, 1998 )

Недостатками этого способа являются потери кинетической энергии жидкости или большие ее затраты на образование газокапельного потока.The disadvantages of this method are the loss of kinetic energy of a liquid or its large costs for the formation of a gas-droplet stream.

Задачей, решаемой предлагаемой группой изобретений, является обеспечение формирования газокапельного двухфазного потока способом, позволяющим повысить эффективность работы устройства за счет более рационального использования энергии жидкости и гарантированного способа диспергирования двухфазного пузырькового газожидкостного потока.The problem solved by the proposed group of inventions is to ensure the formation of a gas-droplet two-phase flow in a way that allows to increase the efficiency of the device due to a more rational use of liquid energy and a guaranteed method of dispersing a two-phase bubble gas-liquid flow.

Технический результат в предлагаемом изобретении достигают созданием способа создания газокапельной струи, включающего подачу жидкости и газового потока, диспергирование жидкости, смешивание диспергированной жидкости с газовым потоком и ускорение полученного двухфазного газокапельного потока, в котором согласно изобретению жидкость подают вдоль оси газокапельной струи, причем жидкость диспергируют поэтапно, предварительно создают двухфазный поток пузырьковой структуры путем подачи части газа в жидкость, а затем подвергают эту смесь воздействию кавитации или ударных волн, а затем диспергированную жидкость смешивают с оставшейся частью газа.The technical result in the present invention is achieved by creating a method of creating a gas-droplet jet comprising supplying a liquid and a gas stream, dispersing a liquid, mixing the dispersed liquid with a gas stream and accelerating the obtained two-phase gas-droplet stream, in which according to the invention the liquid is fed along the axis of the gas-droplet jet, the liquid being dispersed in stages pre-create a two-phase flow of the bubble structure by supplying part of the gas to the liquid, and then expose this cm when exposed to cavitation or shock waves, and then the dispersed liquid is mixed with the rest of the gas.

Изобретение характеризуется также тем, что газокапельную струю помещают в дополнительный внешний газовый коаксиальный поток того же направления.The invention is also characterized in that the gas-droplet stream is placed in an additional external gas coaxial stream in the same direction.

Это позволяет увеличить дальность действия созданной газокапельной струи.This allows you to increase the range of the created gas-droplet jet.

Изобретение характеризуется тем, что разработано устройство для создания газокапельной струи, включающее камеру формирования двухфазного газокапельного потока с входами для подачи жидкости и газа и связанное с ним газодинамическое сопло, которое согласно изобретению снабжено камерой формирования двухфазного потока пузырьковой структуры, которая установлена в камере формирования двухфазного газокапельного потока, связана с входом подачи жидкости и имеет вход подачи газа.The invention is characterized by the fact that a device for creating a gas-droplet jet is developed, comprising a two-phase gas-droplet flow formation chamber with inlets for supplying liquid and gas and a gas-dynamic nozzle associated with it, which according to the invention is provided with a two-phase flow bubble formation chamber, which is installed in a two-phase gas-droplet formation chamber flow connected to the inlet of the fluid supply and has a gas supply inlet.

Снабжение внешним коаксиальным соплом, имеющим вход подвода газа и в котором соосно с ним расположено газодинамическое сопло, позволяет увеличить дальность действия созданной газокапельной струи.The supply of an external coaxial nozzle having a gas supply inlet and in which a gas-dynamic nozzle is located coaxially with it allows increasing the range of the created gas-droplet jet.

Использование предлагаемой группы изобретений дает возможность более эффективно использовать энергию жидкости, преобразуя ее в максимальной степени в кинетическую энергию, направленную вдоль оси газокапельной струи.Using the proposed group of inventions makes it possible to more effectively use the energy of a liquid, converting it to the maximum extent into kinetic energy directed along the axis of the gas-droplet jet.

Получаемый дисперсный поток капель имеет меньший размер, чем в известных способах. Это позволяет получать более высокую скорость жидкости на выходе из газокапельного сопла и, следовательно, большую дальность струи при прочих равных условиях, и улучшение тушащих свойств струи, так как более мелкие капли быстрее испаряются.The resulting dispersed stream of droplets is smaller than in known methods. This makes it possible to obtain a higher liquid velocity at the outlet of the gas-droplet nozzle and, therefore, a greater jet range, all other things being equal, and an improvement in the quenching properties of the jet, since smaller droplets evaporate faster.

Все вышесказанное позволяет сделать вывод: предлагаемые изобретения повышают эффективность газокапельной струи.All of the above allows us to conclude: the proposed invention increases the efficiency of a gas-droplet jet.

Проведенные патентные исследования показали, что не известны технические решения с указанной совокупностью существенных признаков в аналогичных способах создания газокапельной струи и устройствах для их осуществления, т.е. группа предлагаемых решений соответствует критерию “новизна”.The conducted patent studies showed that technical solutions with the indicated set of essential features are not known in similar methods for creating a gas-droplet jet and devices for their implementation, i.e. the group of proposed solutions meets the criterion of “novelty”.

При анализе известных аналогов и прототипа не обнаружено предложение с совокупностью существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, из чего следует, что для специалистов, занимающихся способами создания газокапельной струи и устройствами для их осуществления, они явным образом не следуют из уровня техники и, следовательно, соответствуют критерию изобретения “изобретательский уровень”.In the analysis of known analogues and prototype, no proposal was found with a combination of essential features set forth in the claims, which implies that for specialists involved in methods for creating a gas-droplet jet and devices for their implementation, they do not explicitly follow from the prior art and, therefore, meet the criteria of the invention “inventive step”.

Считаем, что сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления группы изобретений.We believe that the information set forth in the application materials is sufficient for the practical implementation of the group of inventions.

Предлагаемая группа изобретений поясняется нижеследующим описанием и чертежами, на которых:The proposed group of inventions is illustrated by the following description and drawings, in which:

на фиг.1 показана схема устройства для осуществления способа создания газокапельной струи;figure 1 shows a diagram of a device for implementing the method of creating a gas-droplet jet;

на фиг.2 показана схема устройства для осуществления способа создания газокапельной струи с дополнительным соплом.figure 2 shows a diagram of a device for implementing the method of creating a gas-droplet jet with an additional nozzle.

Устройство для создания газокапельной струи включает камеру 1 формирования двухфазного газокапельного потока с входами для подачи жидкости 2 и газа 3, связанное с ней газодинамическое сопло 4, камеру формирования двухфазного потока пузырьковой структуры, которая установлена в камере 1 формирования двухфазного газокапельного потока, связана с входом подачи жидкости 2 и имеет вход подачи газа 5.A device for creating a gas-droplet jet includes a chamber 1 for generating a two-phase gas-droplet flow with inlets for supplying a liquid 2 and gas 3, a gas-dynamic nozzle 4 connected to it, a chamber for generating a two-phase flow of a bubble structure, which is installed in a chamber 1 for generating a two-phase gas-droplet flow, connected to the feed inlet liquid 2 and has a gas inlet 5.

Входы подачи жидкости и газа связаны с узлами подачи жидкости 6 и газа 7.The inputs of the fluid and gas are connected to the nodes of the fluid supply 6 and gas 7.

Камера формирования двухфазного потока пузырьковой структуры выполнена с центральным каналом, состоящим из последовательно соединенных между собой цилиндрического участка 8 и конического участка 9, например сопла (или диффузор). При этом цилиндрический участок камеры связан с входом подачи жидкости 2 посредством сопла для жидкости 10. Сопло 9 (или диффузор) предназначено для процессов разгона или торможения пузырькового потока.The chamber for forming a two-phase flow of a bubble structure is made with a central channel consisting of a cylindrical section 8 and a conical section 9 connected in series, for example a nozzle (or diffuser). In this case, the cylindrical section of the chamber is connected to the inlet of the liquid supply 2 by means of a nozzle for the liquid 10. The nozzle 9 (or diffuser) is intended for acceleration or deceleration of the bubble stream.

Камера 1 формирования двухфазного газокапельного потока, камера формирования двухфазного потока пузырьковой структуры и газодинамическое сопло 4 так расположены относительно друг друга, что образуют камеру 11 смешения для формирования газокапельного потока дисперсной структуры.The chamber 1 for generating a two-phase gas-droplet flow, the chamber for forming a two-phase flow of a bubble structure and the gas-dynamic nozzle 4 are so arranged relative to each other that they form a mixing chamber 11 for forming a gas-droplet flow of a dispersed structure.

Газодинамическое сопло 4 предназначено для ускорения газокапельного потока дисперсной структуры и получения газокапельной струи. Оно может быть выполнено как обычное сопло, так и кольцевым с центральным телом для компактирования струи.Gas-dynamic nozzle 4 is designed to accelerate a gas-droplet flow of a dispersed structure and to obtain a gas-droplet jet. It can be made as a conventional nozzle, or annular with a central body for compacting the jet.

Предлагаемое устройство может быть также снабжено внешним коаксиальным соплом 12, имеющим вход подвода газа 13 и в котором соосно с ним расположено газодинамическое сопло 4.The proposed device can also be equipped with an external coaxial nozzle 12 having a gas inlet 13 and in which a gas-dynamic nozzle 4 is located coaxially with it.

Рассмотрим, как можно осуществить предлагаемый способ создания газокапельной струи.Consider how the proposed method for creating a gas-droplet jet can be implemented.

Рабочее тело (газ) распределяют на два потока: часть газового потока направляют на формирование двухфазного потока пузырьковой структуры, второй используют в газокапельном сопле 4 для разгона двухфазного потока дисперсной (газокапельной) структуры.The working fluid (gas) is divided into two streams: part of the gas stream is directed to the formation of a two-phase stream of a bubble structure, the second is used in a gas-droplet nozzle 4 to disperse a two-phase stream of a dispersed (gas-droplet) structure.

Двухфазный поток пузырьковой структуры получают путем подмешивания части газа к жидкости. Это можно производить на разных стадиях способа: либо в сопле 10 для подачи жидкости, либо после ее предварительного разгона для снижения давления в камере формирования двухфазного потока пузырьковой структуры.A two-phase flow of a bubble structure is obtained by mixing part of the gas into a liquid. This can be done at different stages of the method: either in the nozzle 10 for supplying liquid, or after its preliminary acceleration to reduce the pressure in the chamber for the formation of a two-phase flow of a bubble structure.

Полученный двухфазный поток пузырьковой структуры, созданный смешением жидкости и части потока газа, либо тормозят до скорости, обеспечивающей давление, равное давлению в камере 11 смешения, либо разгоняют до скорости, превышающей скорость звука в двухфазном потоке.The obtained two-phase stream of the bubble structure created by mixing the liquid and part of the gas stream is either slowed down to a speed providing a pressure equal to the pressure in the mixing chamber 11, or accelerated to a speed exceeding the speed of sound in the two-phase stream.

С этой целью для разгона жидкости можно использовать сопло 10 для подачи жидкости, для смешения и получения пузырькового потока - камеру формирования двухфазного потока пузырьковой структуры, для разгона пузырькового потока - сопло 9. Это сопло может играть роль диффузора при торможении пузырькового потока.For this purpose, to disperse the fluid, you can use the nozzle 10 for supplying fluid, to mix and obtain a bubble stream - a chamber for the formation of a two-phase stream of a bubble structure, to disperse a bubble stream - nozzle 9. This nozzle can play the role of a diffuser when braking the bubble stream.

После процесса разгона или торможения пузырькового потока его направляют в камеру 11 смешения, куда одновременно подают оставшийся поток газа.After the process of acceleration or deceleration of the bubble stream, it is sent to the mixing chamber 11, where the remaining gas stream is simultaneously supplied.

Расход газа GГ1 для получения потока пузырьковой структуры выбирают из условия GГ1<Gж Р/RТρж, гдеThe gas flow rate G G1 to obtain the flow of the bubble structure is selected from the condition G G1 <G W P / RTρ W , where

Gж - массовый расход жидкости,G W - mass flow rate of liquid,

GГ1 - массовый расход газа, смешиваемого с жидкостью для получения пузырькового потока,G G1 - mass flow rate of gas mixed with the liquid to obtain a bubble stream,

Р - давление в области подачи части газа в жидкость при формировании потока пузырьковой структуры;P is the pressure in the region where a part of the gas is supplied to the liquid during the formation of a bubble structure stream;

R - газовая постоянная газового потока,R is the gas constant gas flow

Т - температура газожидкостной смеси пузырькового потока,T is the temperature of the gas-liquid mixture of the bubble stream,

ρж - плотность жидкости.ρ W - the density of the liquid.

В качестве жидкости может использоваться вода, масло и т.д.The liquid may be water, oil, etc.

Пузырьковый поток в сопле 9 (или диффузоре) разрушается под действием возникающих либо кавитации, либо ударных волн, образуя газокапельную смесь на выходе, которую направляют в камеру 11 смешения, где происходит ее дальнейшее интенсивное разрушение в зависимости от значений параметров т.е. переходом из пузырьковой структуры в дисперсную с образованием мелких капель.The bubble stream in the nozzle 9 (or diffuser) is destroyed under the influence of either cavitation or shock waves, forming a gas-droplet mixture at the outlet, which is sent to the mixing chamber 11, where it is further intensively destroyed, depending on the values of the parameters i.e. the transition from the bubble structure to dispersed with the formation of small drops.

Одновременно в эту камеру 11 смешения поступает оставшийся поток газа, который смешивают с дисперсным потоком жидкости, образуя газокапельную смесь.At the same time, the remaining gas stream enters this mixing chamber 11, which is mixed with the dispersed liquid stream, forming a gas-droplet mixture.

Полученную таким образом газокапельную смесь направляют в газокапельное сопло 4, в котором разгоняют ее до заданной скорости и создают на выходе из сопла 4 газокапельную концентрированную струю с мелкодисперсными каплями.The gas-droplet mixture thus obtained is directed to a gas-droplet nozzle 4, in which it is accelerated to a predetermined speed and a concentrated gas-droplet jet with fine droplets is formed at the outlet of the nozzle 4.

Затем для повышения дальности распространения созданной ранее струи газокапельную струю помещают в дополнительный внешний газовый коаксиальный поток того же направления, который создают в дополнительном сопле 12.Then, to increase the distribution range of the previously created jet, the gas-droplet jet is placed in an additional external gas coaxial stream of the same direction, which is created in the additional nozzle 12.

Для этого вход подвода газа 13 подсоединяют или к узлу 5 подвода газа, или к самостоятельному источнику питания (не показ.). Окружающая струю 14 газовая рубашка газовой струи 15 обеспечивает на определенном расстоянии, по крайней мере, отсутствие торможения газокапельной струи. Это расстояние определяется дальностью распространения газовой струи.To do this, the gas inlet 13 is connected either to the gas supply unit 5, or to an independent power source (not shown). The gas jacket of the gas jet 15 surrounding the stream 14 provides at a certain distance, at least, the absence of braking of the gas-droplet stream. This distance is determined by the range of the gas stream.

В качестве источника газа может использоваться турбокомпрессорная установка.A turbocompressor unit may be used as a gas source.

Турбокомпрессорная установка может быть снабжена насосом для обеспечения необходимых параметров жидкости.The turbocharger installation can be equipped with a pump to provide the necessary fluid parameters.

Установка при необходимости может быть выполнена мобильной, для этого она снабжается транспортным средством, например автомобильным, вертолетным, самолетным, морским.If necessary, the installation can be performed mobile; for this, it is equipped with a vehicle, for example, automobile, helicopter, airplane, sea.

Параметры устройства для осуществления предлагаемого способа, такие как давление Рк в камере 11 смешения, массовые секундные расходы жидкости Gж и газа Gг, начальное давление жидкости Рж, выбирают из условия получения заданной длины распространения струи.The parameters of the device for implementing the proposed method, such as pressure P to in the mixing chamber 11, mass second flow rates of liquid G g and gas G g , initial fluid pressure P g , are selected from the conditions for obtaining a given jet propagation length.

Как показывают расчеты, предложенный способ получения газокапельного потока в камере смешения и снижения дисперсности капель позволяет увеличить скорость капель жидкости в струе и увеличить эффективность струи при прочих равных условиях.As calculations show, the proposed method for producing a gas-droplet flow in the mixing chamber and reducing the dispersion of droplets allows increasing the speed of liquid droplets in the jet and increasing the efficiency of the jet, all other things being equal.

Работу предлагаемой группы изобретений осуществляют следующим образом.The work of the proposed group of inventions is as follows.

Устройство перемещают в исходное положение, например, с помощью транспортирующего средства (не показано). Сопло 4 с потоком газокапельной структуры направляют в сторону объекта, к которому должна осуществляться подача газокапельной струи.The device is moved to its original position, for example, using a conveyance means (not shown). The nozzle 4 with the flow of the gas-droplet structure is directed towards the object to which the gas-droplet jet is to be supplied.

Подачу жидкости в устройство производят через узел 6 подачи жидкости.The fluid in the device is produced through the node 6 of the fluid supply.

При этом подачу одной части газа через узел 7 и вход 5 осуществляют в камеру формирования двухфазного потока пузырьковой структуры для получения пузырькового потока и оставшейся части газа через узел 7 в камеру 11 смешения.In this case, the supply of one part of the gas through the node 7 and the inlet 5 is carried out in the chamber for forming a two-phase stream of the bubble structure to obtain a bubble stream and the remaining part of the gas through the node 7 in the mixing chamber 11.

Пузырьковый поток разгоняют в сопле 9 до сверхзвуковых скоростей по скорости звука в двухфазной среде, либо тормозят до скорости, обеспечивающей получение на выходе из сопла 9 (диффузора) с пузырьковой структурой давления, равного давлению в камере 11 смешения, и затем направляют в камеру 11 смешения, где происходит дальнейшее формирование структуры газокапельного потока, дробление жидкости и образование мелкодисперсного газокапельного потока.The bubble stream is accelerated in the nozzle 9 to supersonic speeds in terms of sound speed in a two-phase medium, or slowed down to a speed that ensures that at the exit of the nozzle 9 (diffuser) with a bubble structure of pressure equal to the pressure in the mixing chamber 11, and then sent to the mixing chamber 11 where the further formation of the structure of the gas-droplet flow occurs, crushing of the liquid and the formation of a finely dispersed gas-droplet flow.

Другую часть газового потока, через узел 7 также поступающую во вторую камеру 11 смешения, смешивают с каплями, формируя дисперсный газокапельный поток, который поступает в газокапельное сопло 4, а там его разгоняют до заданной скорости, создавая мелкодисперсную высококонцентрированную газокапельную струю.The other part of the gas stream, through node 7 also entering the second mixing chamber 11, is mixed with drops to form a dispersed gas-and-droplet stream, which enters the gas-droplet nozzle 4, and there it is accelerated to a predetermined speed, creating a finely dispersed highly concentrated gas-droplet jet.

Были проведены испытания при следующих параметрах:Tests were carried out with the following parameters:

Рк=5×105 Па - давление в камере смешения;P to = 5 × 10 5 PA - pressure in the mixing chamber;

Gж=0,4 кг/с - массовый расход жидкости;G W = 0.4 kg / s is the mass flow rate of the liquid;

GГ1=0,01 кг/с - массовый расход газа;G G1 = 0.01 kg / s - mass gas flow;

GГ1=0,0024 кг/с - массовый расход части газа, используемый для создания двухфазного пузырькового потока;G G1 = 0.0024 kg / s - the mass flow rate of a part of the gas used to create a two-phase bubble flow;

Рж=10×105 Па - давление жидкости.P W = 10 × 10 5 Pa - fluid pressure.

Дальность распространения Lгаз газовой струи составляет величину порядка 100 калибров начального диаметра Dгаз газовой струи, т.е. Lгаз/Dгаз=100.The propagation range L gas of a gas stream is of the order of 100 calibers of the initial diameter D gas of a gas stream, i.e. L gas / D gas = 100.

Дальность газокапельной струи Lгазокап составляет величину порядка 1000 начального диаметра dгазокап, т.е. Lгазокап/Dгазокап=1000.The range of the gas-droplet jet L of the gas-cap is about 1000 of the initial diameter d of the gas-cap , i.e. L gas cap / D gas cap = 1000.

Если принять, что Dгаз/dгазокап=10, то Lгаз=1000 dгазокап, т.е. на длине 1000 dгазокап газовая струя будет защищать газокапельную струю и, таким образом, может увеличить распространение газокапельной струи вдвое.If we assume that D gas / d gas cap = 10, then L gas = 1000 d gas cap , i.e. over a length of 1000 d gas- cap gas jet will protect the gas-droplet jet and, thus, can double the spread of the gas-droplet jet.

Полученные результаты по распространению газокапельной струи свидетельствуют о том, что параметры, выбранные в соответствии с вышеуказанными условиями, и организация процесса получения струи в соответствии с предложенным способом позволяют повысить эффективность получаемой двухфазной газокапельной струи за счет более полного использования энергии жидкости и улучшения процесса ее диспергирования.The results obtained on the propagation of a gas-droplet jet indicate that the parameters selected in accordance with the above conditions and the organization of the process for producing a jet in accordance with the proposed method can improve the efficiency of the obtained two-phase gas-droplet jet due to a more complete use of the energy of the liquid and an improvement in its dispersion process.

В частности, дальность полета струи увеличилась в 1,5 раза по сравнению с прототипом при одинаковых граничных условиях.In particular, the range of the jet increased by 1.5 times compared with the prototype under the same boundary conditions.

При начальном диаметре получаемой предлагаемым способом газокапельной струи, составляющем порядка 10 мм, дальность такой струи составляет 10 м (1000 калибров начального диаметра).With an initial diameter of a gas-droplet jet obtained by the proposed method of about 10 mm, the range of such a jet is 10 m (1000 calibers of the initial diameter).

При испытаниях, проводимых с применением спутного газового потока того же направления диаметром 100 мм, увеличивается дальность газокапельной струи до 20 м.In tests conducted using a satellite gas stream of the same direction with a diameter of 100 mm, the range of a gas-droplet jet increases to 20 m.

Представленные сведения подтверждают возможность осуществления предлагаемого способа для создания газокапельной струи, а также устройства, с помощью которого реализуется способ, и возможность достижения технического результата, заключающегося в повышении эффективности газокапельной струи.The presented information confirms the feasibility of the proposed method for creating a gas-droplet jet, as well as the device with which the method is implemented, and the possibility of achieving a technical result, which consists in increasing the efficiency of a gas-droplet jet.

Наиболее эффективно использование изобретения в противопожарной технике при тушении пожаров на объектах, где необходимо использование минимального количества жидкости с максимальной эффективностью (снижение ущерба от самого процесса тушения), в климатических установках для сельского хозяйства, медицины, экологии и др.The most effective use of the invention in fire fighting equipment for extinguishing fires in facilities where it is necessary to use the minimum amount of liquid with maximum efficiency (reducing damage from the extinguishing process itself), in climate systems for agriculture, medicine, ecology, etc.

Claims (4)

1. Способ создания газокапельной струи, включающий подачу жидкости и газового потока, диспергирование жидкости, смешивание диспергированной жидкости с газовым потоком и ускорение полученного двухфазного газокапельного потока, отличающийся тем, что жидкость подают вдоль оси газокапельной струи, причем жидкость диспергируют поэтапно, предварительно создают двухфазный поток пузырьковой структуры путем подачи части газа в жидкость, а затем подвергают эту смесь воздействию кавитации или ударных волн, а затем диспергированную жидкость смешивают с оставшейся частью газа.1. A method of creating a gas-droplet jet, comprising supplying a liquid and a gas stream, dispersing a liquid, mixing the dispersed liquid with a gas stream and accelerating the obtained two-phase gas-droplet stream, characterized in that the liquid is supplied along the axis of the gas-droplet jet, the liquid being dispersed in stages, a two-phase flow is preliminarily created bubble structure by feeding part of the gas to a liquid, and then exposing this mixture to cavitation or shock waves, and then the dispersed liquid see Shiva with the remainder of the gas. 2. Способ создания газокапельной струи по п.1, отличающийся тем, что газокапельную струю помещают в дополнительный внешний газовый коаксиальный поток того же направления.2. The method of creating a gas-droplet jet according to claim 1, characterized in that the gas-droplet jet is placed in an additional external gas coaxial stream of the same direction. 3. Устройство для создания газокапельной струи, включающее камеру формирования двухфазного газокапельного потока с входами для подачи жидкости и газа и связанное с ним газодинамическое сопло, отличающееся тем, что оно снабжено камерой формирования двухфазного потока пузырьковой структуры, которая установлена в камере формирования двухфазного газокапельного потока, связана с входом подачи жидкости и имеет вход подачи газа.3. A device for creating a gas-droplet jet, comprising a chamber for forming a two-phase gas-droplet stream with inlets for supplying liquid and gas and a gas-dynamic nozzle associated with it, characterized in that it is provided with a chamber for forming a two-phase flow of a bubble structure, which is installed in the chamber for forming a two-phase gas-droplet stream, connected to the fluid inlet and has a gas inlet. 4. Устройство для создания газокапельной струи по п.3, отличающееся тем, что оно снабжено внешним коаксиальным соплом, имеющим вход подвода газа и в котором соосно с ним расположено газодинамическое сопло.4. A device for creating a gas-droplet jet according to claim 3, characterized in that it is equipped with an external coaxial nozzle having a gas inlet and in which a gas-dynamic nozzle is located coaxially with it.
RU2003110996/12A 2003-04-17 2003-04-17 Method to form a gas-drop jet and a device for its realization RU2243036C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003110996/12A RU2243036C1 (en) 2003-04-17 2003-04-17 Method to form a gas-drop jet and a device for its realization
PCT/RU2004/000109 WO2004096446A1 (en) 2003-04-17 2004-03-22 Method for producing a gas-droplet jet stream and device for carrying out said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003110996/12A RU2243036C1 (en) 2003-04-17 2003-04-17 Method to form a gas-drop jet and a device for its realization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003110996A RU2003110996A (en) 2004-12-10
RU2243036C1 true RU2243036C1 (en) 2004-12-27

Family

ID=33414318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003110996/12A RU2243036C1 (en) 2003-04-17 2003-04-17 Method to form a gas-drop jet and a device for its realization

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2243036C1 (en)
WO (1) WO2004096446A1 (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006137756A1 (en) 2005-06-08 2006-12-28 Lepeshinsky Igor Aleksandrovic Method for producing a two-phase gas-droplet jet and device for carrying out said method
WO2006137755A1 (en) * 2005-05-23 2006-12-28 Lepeshinsky Igor Aleksandrovic Method for producing a two-phase gas-droplet jet and a device for carrying out said method
US8028934B2 (en) 2005-10-07 2011-10-04 Dieter Wurz Two-substance atomizing nozzle
RU2457877C1 (en) * 2011-02-15 2012-08-10 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Н.Г. Кузнецова" Method of extinguishing fire with finely pulverised water
RU2472591C2 (en) * 2011-04-21 2013-01-20 Сайнмет Ла, Инкорпорейтед Method of making fine-dispersed mixes of different phase components and device to this end
RU2482926C1 (en) * 2012-04-27 2013-05-27 Олег Савельевич Кочетов Long-range gas-drop jet generator
RU2548070C1 (en) * 2014-01-20 2015-04-10 Олег Савельевич Кочетов Kochetov's method of long range gas-droplet jet creation and device for its implementation
RU2556672C1 (en) * 2013-12-20 2015-07-10 Игорь Александрович Лепешинский Method of creation of gas-droplet jet, and device for its implementation
RU2597608C1 (en) * 2015-06-19 2016-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" (Университет машиностроения) Fluid sprayer
CN106457289A (en) * 2014-05-12 2017-02-22 标致雪铁龙集团 Method for coating with real-time display
RU2631277C1 (en) * 2016-05-27 2017-09-20 Олег Савельевич Кочетов Vortex atomizer by kochetov
RU2650124C1 (en) * 2017-02-22 2018-04-09 Олег Савельевич Кочетов Pneumatic nozzle

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006001319A1 (en) * 2006-01-09 2007-07-12 Wurz, Dieter, Prof. Dr.-Ing. Two-fluid nozzle with Lavalcharekteristik and with pre-division in the liquid supply
CN106423607B (en) * 2016-10-19 2018-12-14 江苏大学 A kind of gas-liquid two-phase second level atomizer

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD233490A1 (en) * 1985-01-02 1986-03-05 Tech Hochschule Magdeburg Otto METHOD AND DEVICE FOR APPLYING A LUBRICANT
US5125582A (en) * 1990-08-31 1992-06-30 Halliburton Company Surge enhanced cavitating jet
RU2083247C1 (en) * 1994-02-01 1997-07-10 Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры Device for liquid spraying
RU2107554C1 (en) * 1996-07-08 1998-03-27 Научно-исследовательский институт низких температур при Московском государственном авиационном институте (техническом университете) Method of forming gaseous dripping jet; plant for realization of this method and nozzle for forming gaseous dripping jet
RU2121390C1 (en) * 1997-05-14 1998-11-10 Научно-исследовательский институт низких температур при МАИ (Московском государственном авиационном институте - техническом университете) Fire-extinguishing plant
RU2184619C1 (en) * 2001-03-22 2002-07-10 Душкин Андрей Леонидович Liquid sprayer (versions)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006137755A1 (en) * 2005-05-23 2006-12-28 Lepeshinsky Igor Aleksandrovic Method for producing a two-phase gas-droplet jet and a device for carrying out said method
WO2006137756A1 (en) 2005-06-08 2006-12-28 Lepeshinsky Igor Aleksandrovic Method for producing a two-phase gas-droplet jet and device for carrying out said method
US8028934B2 (en) 2005-10-07 2011-10-04 Dieter Wurz Two-substance atomizing nozzle
RU2457877C1 (en) * 2011-02-15 2012-08-10 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Н.Г. Кузнецова" Method of extinguishing fire with finely pulverised water
RU2472591C2 (en) * 2011-04-21 2013-01-20 Сайнмет Ла, Инкорпорейтед Method of making fine-dispersed mixes of different phase components and device to this end
RU2482926C1 (en) * 2012-04-27 2013-05-27 Олег Савельевич Кочетов Long-range gas-drop jet generator
RU2556672C1 (en) * 2013-12-20 2015-07-10 Игорь Александрович Лепешинский Method of creation of gas-droplet jet, and device for its implementation
RU2548070C1 (en) * 2014-01-20 2015-04-10 Олег Савельевич Кочетов Kochetov's method of long range gas-droplet jet creation and device for its implementation
CN106457289A (en) * 2014-05-12 2017-02-22 标致雪铁龙集团 Method for coating with real-time display
CN106457289B (en) * 2014-05-12 2019-05-28 标致雪铁龙集团 The method of real-time visual coating
RU2597608C1 (en) * 2015-06-19 2016-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" (Университет машиностроения) Fluid sprayer
RU2631277C1 (en) * 2016-05-27 2017-09-20 Олег Савельевич Кочетов Vortex atomizer by kochetov
RU2650124C1 (en) * 2017-02-22 2018-04-09 Олег Савельевич Кочетов Pneumatic nozzle

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004096446A1 (en) 2004-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2243036C1 (en) Method to form a gas-drop jet and a device for its realization
RU2184619C1 (en) Liquid sprayer (versions)
US20090314500A1 (en) Mist generating apparatus and method
US3852409A (en) Process for the removal of particulate matter and acidic gases from carrier gases
US4103827A (en) Method of and apparatus for generating mixed and atomized fluids
EP2152373B1 (en) An improved mist generating apparatus and method
CA2611961C (en) High velocity low pressure emitter
JP3497532B2 (en) Gas-liquid mixing device
US4915300A (en) High pressure mixing and spray nozzle apparatus and method
AU2005216696A1 (en) Improvements in or relating to a method and apparatus for generating a mist
AU2002251620A1 (en) Liquid sprayers
KR20090098788A (en) Device for ejecting a diphasic mixture
US4473186A (en) Method and apparatus for spraying
US4809911A (en) High pressure mixing and spray nozzle apparatus and method
US3815356A (en) Foam cooling and acoustic damping of exhaust gases produced by an internal combustion engine
WO2005123264A1 (en) Liquid atomizer and fire-extinguisher
RU2556672C1 (en) Method of creation of gas-droplet jet, and device for its implementation
JPH09507147A (en) Nozzle for spray dispersion
RU2252080C1 (en) Method and device for two-phase gas-and-droplet jet forming
RU1734442C (en) Composite rocket engine
US3187501A (en) Method of and apparatus for augmenting thrust and suppressing sound in aircraft, rockets, and the like
WO2006137755A1 (en) Method for producing a two-phase gas-droplet jet and a device for carrying out said method
DE212010000200U1 (en) Device for generating thrust power for vehicles
RU2492936C1 (en) Method of forming gas-drop jet
SU1400620A1 (en) Apparatus for putting out a fire

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050418

RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20071010

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20080310

PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20080523

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100418

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20110120