RU2584534C1 - Method of producing flow of gas-liquid aerosol with variable dispersion of liquid phase and installation for research in flow of gas-liquid aerosol flow generator - Google Patents
Method of producing flow of gas-liquid aerosol with variable dispersion of liquid phase and installation for research in flow of gas-liquid aerosol flow generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2584534C1 RU2584534C1 RU2015108161/05A RU2015108161A RU2584534C1 RU 2584534 C1 RU2584534 C1 RU 2584534C1 RU 2015108161/05 A RU2015108161/05 A RU 2015108161/05A RU 2015108161 A RU2015108161 A RU 2015108161A RU 2584534 C1 RU2584534 C1 RU 2584534C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- flow
- chamber
- nozzles
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
- B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
- B05B7/08—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
Landscapes
- Nozzles (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к машиностроению, в частности к экспериментальной пневмогидравлике, и может быть использовано при создании стендов для исследований потоков аэрозолей и испытаний измерительных приборов и другого оборудования для мультифазных сред.The invention relates to mechanical engineering, in particular to experimental pneumohydraulics, and can be used to create stands for researching aerosol flows and testing measuring instruments and other equipment for multiphase media.
Уровень техникиState of the art
Известен способ создания потока аэрозоля с помощью инжекционных сопел по патенту США (см. [1] US 5193976, МПК F04D 29/70, опубл. 16.03.1993). Впрыскивание жидкости здесь осуществляется одним или несколькими инжекционными соплами, закрепленными в шаровых шарнирах, позволяющих регулировать направление впрыска в пределах сферического угла порядка 90°. Недостатком данного решения применительно к нашей задаче является то, что оно не позволяет создавать поток газожидкостного аэрозоля необходимой конфигурации и гибко варьировать им по потребностям эксперимента.A known method of creating an aerosol stream using injection nozzles according to US patent (see [1] US 5193976, IPC F04D 29/70, publ. 16.03.1993). Liquid injection here is carried out by one or more injection nozzles fixed in ball joints, allowing to control the direction of injection within a spherical angle of about 90 °. The disadvantage of this solution as applied to our problem is that it does not allow creating a flow of gas-liquid aerosol of the required configuration and flexibly vary it according to the needs of the experiment.
Известно также решение по патенту РФ (см. [2] RU 2323785, МПК В05В 7/08, опубл. 10.05.2008), где впрыск капель жидкости в поток газа осуществляется в сопровождении потока вспомогательного газа. При этом скорость впрыскивания вспомогательного газа больше скорости впрыскивания капелек жидкости, так что впрыснутый вспомогательный газ стабилизирует траектории капель, частично экранирует их от потока основного газового потока и вовлекает в него с ускорением. Скорость впрыскивания вспомогательного газа может превышать, например, скорость впрыскивания капелек жидкости, по меньшей мере, в два раза, предпочтительно в пять раз. Здесь так же, как и в нашем случае, преследуются цели обеспечить, возможно, более равномерное распределение капель жидкости в потоке газа и сохранить неизменным их размер в предполагаемом диапазоне условий, прежде всего, скорости потока рабочей газовой среды. Впрыск жидкости в поток рабочей среды (газа) в этом случае осуществляют сбоку, поперек основного потока, с помощью инжекционных сопел; при этом для стабилизации траекторий капельной жидкости и, возможно, более равномерного внедрения капельной жидкости в газовый поток используют сопутствующий капельной жидкости поток газа, движущегося со скоростью, превышающей скорость потока капельной жидкости минимум в два раза.A solution is also known according to the patent of the Russian Federation (see [2] RU 2323785, IPC
Решение, рассматриваемое как наиболее близкий аналог, имеет следующие основные недостатки:The solution, considered as the closest analogue, has the following main disadvantages:
- строго детерминированное сочетание направлений ввода сред и положение их источников не обеспечивает необходимой гибкости варьирования газожидкостного (аэрозольного) потока;- a strictly deterministic combination of the directions of media entry and the position of their sources does not provide the necessary flexibility for varying the gas-liquid (aerosol) flow;
- необходимость разноскоростной подачи сред существенно удорожает оборудование эксперимента;- the need for multi-speed media supply significantly increases the cost of the experiment equipment;
- неуправляемое взаимодействие разноскоростных потоков вызывает нежелательную турбулизацию результирующего потока аэрозоля на выходе камеры смешивания.- uncontrolled interaction of different speeds flows causes undesirable turbulization of the resulting aerosol stream at the output of the mixing chamber.
Целью настоящего изобретения является получение и использование в экспериментальной установке потока газожидкостного аэрозоля с изменяемой дисперсностью жидкостной фазы, а именно создание в ее исследовательской части непрерывного потока газожидкостного аэрозоля с заданными характеристиками, в частности размером, концентрацией и распределением капель, удовлетворяющих заданным диапазонам значений.The aim of the present invention is to obtain and use in an experimental setup a gas-liquid aerosol stream with a variable dispersion of the liquid phase, namely the creation in its research part of a continuous gas-liquid aerosol stream with predetermined characteristics, in particular, the size, concentration and distribution of droplets, satisfying the given ranges of values.
Технический результат настоящего изобретения состоит:The technical result of the present invention consists of:
- в возможности получения стабильного потока газожидкостного аэрозоля с изменяемой дисперсностью жидкостной фазы, в частности - варьируемыми размерами, концентрацией и распределением капель, удовлетворяющих заданным диапазонам значений, реализуемого в условиях гидродинамической лаборатории;- the possibility of obtaining a stable flow of gas-liquid aerosol with variable dispersion of the liquid phase, in particular, with variable sizes, concentration and distribution of droplets that satisfy the specified ranges of values realized in a hydrodynamic laboratory;
- в создании установки, в частности генератора аэрозоля, позволяющего реализовать указанный способ, в частности позволяющей наблюдать и исследовать указанный поток визуальными, оптическими и иными методами, а также использовать ее для испытаний оборудования и приборов.- in creating an installation, in particular an aerosol generator, which makes it possible to implement the indicated method, in particular, which makes it possible to observe and investigate the indicated stream by visual, optical and other methods, as well as to use it for testing equipment and instruments.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Указанный технический результат достигают в предлагаемом способе за счет раздельной подачи газа и жидкости в камеру смешивания фаз, при этом газ вводят вдоль оси камеры смешивания фаз, одним или несколькими потоками, через сменные сопла, и, варьируя соплами различного поперечного сечения, количеством сопел каждого типоразмера, их расположением, получают необходимое распределение потоков газа; впрыск жидкости выполняют через сменные форсунки с напором, превышающим давление в камере смешивания фаз, с тыльной стороны в осевом направлении и с боков в многочисленных радиальных направлениях; при этом меняя типоразмеры жидкостных форсунок, их количество и расположение, обеспечивают требуемые размеры, концентрацию и распределение капель. На выходе из камеры смешивания фаз контролируют поток газожидкостного аэрозоля, проходящего через камеру стабилизации потока и исследовательский участок системы, визуальными и/или инструментальными средствами на соответствие заданным условиям.The specified technical result is achieved in the proposed method due to the separate supply of gas and liquid into the phase mixing chamber, while the gas is introduced along the axis of the phase mixing chamber, in one or several streams, through interchangeable nozzles, and by varying nozzles of different cross sections, the number of nozzles of each size , their location, get the necessary distribution of gas flows; the liquid is injected through interchangeable nozzles with a pressure exceeding the pressure in the phase mixing chamber, from the rear in the axial direction and from the sides in numerous radial directions; while changing the sizes of liquid nozzles, their number and location, provide the required sizes, concentration and distribution of droplets. At the exit from the phase mixing chamber, the flow of a gas-liquid aerosol passing through the flow stabilization chamber and the research section of the system is controlled by visual and / or instrumental means for compliance with the given conditions.
Способ реализуют, используя генератор потока газожидкостного аэрозоля в составе установки для исследований в потоке газожидкостного аэрозоля. Генератор потока газожидкостного аэрозоля содержит три последовательно и соосно установленные камеры, разделенные между собой стенками: тыльная камера подачи жидкости, камера подачи газа, камера смешивания фаз, при этом боковая стенка корпуса камеры смешивания фаз имеет две герметичные оболочки, пространство между которыми служит боковой камерой подачи жидкости; в отверстия в стенке между камерами смешивания фаз и подачи газа вставлены, предпочтительно ввинчены, сменные сопла подачи газа; через камеру подачи газа пропущены трубки, герметично закрепленные по концам в отверстиях в стенках, отделяющих камеру подачи газа от камеры подачи жидкости и камеры смешивания фаз, обеспечивающие подачу жидкости к гильзам с вставленными, предпочтительно ввинченными, в них сменными форсунками, установленными на выходе трубок в пространство камеры смешивания фаз; на внутренней стенке камеры смешивания фаз, с боковой стороны, в резьбовые гнезда, соосные с установочными окнами в наружной стенке, вставлены стаканы, герметично закрываемые снаружи крышками, с установленными в них форсунками, имеющие поперечные сквозные отверстия, через которые к форсункам подводится жидкость, при этом все указанные камеры подачи жидкости и газа снабжены штуцерами для подвода в них жидкости и газа от внешних систем. Внутренняя оболочка боковой стенки камеры смешивания фаз, входящая в его состав, состоит из двух частей: конической и цилиндрической, причем конический участок сужается по направлению к цилиндрическому по ходу потока, и по внутренней оболочке боковой стенки камеры смешивания фаз, входящей в его состав, выполнены кольцевые уступы, служащие каплеотбойниками.The method is implemented using a gas-liquid aerosol flow generator as part of a gas-liquid aerosol research unit. The gas-liquid aerosol flow generator contains three sequentially and coaxially mounted chambers separated by walls: a rear fluid supply chamber, a gas supply chamber, a phase mixing chamber, while the side wall of the phase mixing chamber body has two hermetic shells, the space between which serves as a lateral supply chamber liquids interchangeable gas nozzles are inserted, preferably screwed into the openings in the wall between the phase mixing and gas supply chambers; tubes passed through the gas supply chamber are hermetically fixed at the ends in the holes in the walls separating the gas supply chamber from the fluid supply chamber and the phase mixing chamber, providing fluid supply to the sleeves with inserted, preferably screwed in, replaceable nozzles installed at the outlet of the tubes into phase mixing chamber space; on the inner wall of the phase mixing chamber, from the side, into the threaded sockets coaxial with the installation windows in the outer wall, glasses are inserted that are hermetically sealed on the outside with covers, with nozzles installed in them, having transverse through holes through which liquid is supplied to the nozzles, Moreover, all of these liquid and gas supply chambers are equipped with fittings for supplying liquid and gas from external systems to them. The inner shell of the side wall of the phase mixing chamber, which is part of it, consists of two parts: conical and cylindrical, and the conical section narrows toward the cylindrical along the flow, and along the inner shell of the side wall of the phase mixing chamber included in it, are made ring ledges serving as drop eliminators.
Установка для исследований в потоке газожидкостного аэрозоля, помимо генератора потока, которых может быть один или более, содержит камеру стабилизации потока и исследовательский участок, выполненные по большей части из прозрачного материала для визуального наблюдения и инструментального исследования внешними оптическими устройствами течения двухфазной среды. Исследовательский участок может быть реализован как свободное пространство, в котором может размещаться экспериментальный объект или испытываемое оборудование - между входным и выходным фланцами присоединения к процессу.The apparatus for researching in a gas-liquid aerosol flow, in addition to a flow generator, which may be one or more, contains a flow stabilization chamber and a research section made for the most part of transparent material for visual observation and instrumental examination by external optical devices of the flow of a two-phase medium. The research site can be implemented as a free space in which an experimental object or equipment under test can be located - between the input and output flanges of the process connection.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг. 1 - схема, иллюстрирующая способ смешивания фаз для получения потока газожидкостного аэрозоля в генераторе;FIG. 1 is a diagram illustrating a phase mixing method for producing a gas-liquid aerosol stream in a generator;
Фиг. 2 - общий вид генератора потока газожидкостного аэрозоля;FIG. 2 is a general view of a gas-liquid aerosol flow generator;
Фиг. 3 - базовое исполнение установки для реализации и экспериментального использования способа и устройства для получения потока газожидкостного аэрозоля с изменяемой дисперсностью жидкостной фазы;FIG. 3 - the basic version of the installation for the implementation and experimental use of the method and device for producing a stream of gas-liquid aerosol with variable dispersion of the liquid phase;
Фиг. 4 - вариант установки для реализации и экспериментального использования способа и устройства получения потока газожидкостного аэрозоля с изменяемой дисперсностью жидкостной фазы с двумя генераторами потока газожидкостного аэрозоля.FIG. 4 is a variant of the installation for the implementation and experimental use of the method and device for producing a gas-liquid aerosol stream with a variable dispersion of the liquid phase with two gas-liquid aerosol stream generators.
Перечень позиций на чертежах:The list of positions in the drawings:
1 - камера смешивания фаз;1 - phase mixing chamber;
2 - камера подачи газа;2 - gas supply chamber;
3 - поток газа;3 - gas flow;
4 - камера подачи жидкости (тыльная);4 - fluid supply chamber (rear);
5 - камера подачи жидкости (боковая);5 - fluid supply chamber (lateral);
6 - тыльный поток жидкости;6 - back fluid flow;
7 - боковой поток жидкости;7 - lateral fluid flow;
8 - поток газожидкостного аэрозоля (облако газожидкостного аэрозоля);8 - a stream of gas-liquid aerosol (cloud of gas-liquid aerosol);
9 - штуцер подвода газа;9 - gas supply fitting;
10 - штуцер подвода жидкости в тыльную камеру подачи жидкости;10 - fitting for supplying fluid to the rear fluid supply chamber;
11 - штуцер подвода жидкости в боковую камеру подачи жидкости;11 - fitting for supplying fluid to the side fluid supply chamber;
12 - камера стабилизации потока;12 - flow stabilization chamber;
13 - исследовательский участок системы;13 - a research site of the system;
14 - генератор потока газожидкостного аэрозоля;14 - gas-liquid aerosol flow generator;
15 - станина;15 - bed;
16 - сменное сопло газа;16 - replaceable gas nozzle;
17 и 18 - сменные форсунки впрыска жидкости;17 and 18 - interchangeable fluid injection nozzles;
19 - трубка подвода жидкости к гильзе с форсункой на тыльной стенке;19 - tube for supplying fluid to the sleeve with a nozzle on the back wall;
20 - стакан с форсункой на боковой стенке;20 - a glass with a nozzle on the side wall;
21 - конический участок камеры смешивания фаз;21 is a conical section of the phase mixing chamber;
22 - цилиндрический участок камеры смешивания фаз;22 is a cylindrical section of the phase mixing chamber;
23 - выступы-каплеотбойники на внутренней поверхности стенки конического участка;23 - protrusions droplet eliminators on the inner surface of the wall of the conical section;
24 - выступы-каплеотбойники на внутренней поверхности стенки цилиндрического участка;24 - protrusions, droplets on the inner surface of the wall of the cylindrical section;
25 - герметичная крышка окна для замены форсунки.25 - sealed window cover for replacing the nozzle.
Для получения и использования потока газожидкостного аэрозоля, с изменяемой дисперсностью жидкостной фазы, в экспериментальной установке применяется генератор газожидкостного аэрозоля (14), в котором в камеру смешивания фаз (1) вводят потоки газа (3) и раздельно впрыскивают в нее струи жидкости (6, 7) в виде капель. Полученное в камере смешивания фаз облако (8) газожидкостного аэрозоля вытесняется в следующую секцию установки - камеру стабилизации потока (12). Эта камера имеет прозрачный корпус, что позволяет наблюдать и изучать поток аэрозоля, в частности позволяет убедиться в достаточности длины этой камеры для обеспечения стабильного распределения фаз по сечению. Далее поток вытесняется в исследовательскую часть (13) установки, предусматривающую возможность герметичной пристыковки оборудования и приборов, подлежащих испытаниям. Если исследовательскую часть (13) в конкретном эксперименте используют для изучения гидродинамических процессов в газожидкостном потоке, она может быть выполнена в виде проточного сосуда, имеющего прозрачный корпус, что позволяет исследовать поток визуальными, оптическими и иными методами.To obtain and use a gas-liquid aerosol stream with variable dispersion of the liquid phase, a gas-liquid aerosol generator (14) is used in the experimental setup, in which gas flows (3) are introduced into the phase mixing chamber (1) and liquid jets are injected separately into it (6, 7) in the form of drops. The cloud (8) of a gas-liquid aerosol obtained in the phase mixing chamber is displaced into the next section of the installation — the flow stabilization chamber (12). This chamber has a transparent body, which allows you to observe and study the aerosol flow, in particular, you can verify the sufficiency of the length of this chamber to ensure a stable phase distribution over the cross section. Further, the flow is displaced into the research part (13) of the installation, which provides for the possibility of tight docking of equipment and devices to be tested. If the research part (13) in a specific experiment is used to study hydrodynamic processes in a gas-liquid flow, it can be made in the form of a flow vessel with a transparent body, which allows the flow to be studied by visual, optical, and other methods.
Генератор потока газожидкостного аэрозоля (14), камера стабилизации потока (12) и исследовательский участок (13) смонтированы на единой станине (15), что в целом образует экспериментальную установку для исследований в потоке газожидкостного аэрозоля с изменяемой дисперсностью жидкостной фазы.A gas-liquid aerosol flow generator (14), a flow stabilization chamber (12), and a research section (13) are mounted on a single bed (15), which as a whole forms an experimental setup for studies in a gas-liquid aerosol stream with variable dispersion of the liquid phase.
На Фиг. 1 показана схема, иллюстрирующая основные потоки и функциональные элементы, участвующие в процессе смешивания фаз для получения потока газожидкостного аэрозоля в генераторе. Здесь схематично изображена собственно камера смешивания фаз (1), к которой с тыльной стороны (по потоку рабочих сред) примыкают камера подачи газа (2) и тыльная камера подачи жидкости (4), а по периферии камеру смешивания фаз (1) охватывает боковая камера подачи жидкости (5). Боковая камера подачи жидкости (5) может быть разделена на 2-4 секции. Ко всем камерам подачи газа и жидкости подводят потоки газа и жидкости от внешних систем соответственно через штуцеры подвода газа (9) и штуцеры подвода жидкости (10, 11) (как показано на фигуре). А на выходе из камеры смешивания фаз 1 получают поток газожидкостного аэрозоля (8).In FIG. 1 is a diagram illustrating the main streams and functional elements involved in the phase mixing process to produce a gas-liquid aerosol stream in a generator. Here, the phase mixing chamber itself (1) is schematically shown, to which the gas supply chamber (2) and the rear liquid supply chamber (4) are adjacent to the back side (along the flow of working media), and the side chamber is surrounded on the periphery of the phase mixing chamber (1) fluid supply (5). The lateral fluid supply chamber (5) can be divided into 2-4 sections. Flows of gas and liquid from external systems are supplied to all gas and liquid supply chambers, respectively, through gas supply fittings (9) and liquid supply fittings (10, 11) (as shown in the figure). And at the outlet of the
Фиг. 2 раскрывает конструктивное исполнение генератора (14) и соответственно камеры смешивания фаз (1). Помимо элементов, уже представленных на Фиг. 1, здесь показаны: штуцер (9) подвода газа, штуцеры (10) и (11) подвода жидкости, сменные сопла газа (16), сменные форсунки впрыска жидкости (17) и (18), трубки (19) подвода жидкости к гильзам с форсунками (17) на тыльной стороне и стакан (20) подвода жидкости к форсункам (18) на боковой стороне. Боковая стенка камеры смешивания фаз (1) состоит из двух участков: конического (21) и цилиндрического (22). Причем конический участок сужается по направлению к цилиндрическому по ходу потока. На внутренней поверхности стенок конического (21) и цилиндрического (22) участков камеры смешивания фаз (1) имеются кольцевые выступы-каплеотбойники (23) и (24) соответственно. Стаканы (20) служат также приспособлениями для замены форсунок (18) в зависимости от условий эксперимента. Для извлечения стакана (20), в котором зафиксирована форсунка (18), необходимо вывернуть герметичную крышку (25).FIG. 2 discloses a design of a generator (14) and, accordingly, a phase mixing chamber (1). In addition to the elements already shown in FIG. 1, here are shown: gas supply fitting (9), fluid supply fittings (10) and (11), gas replaceable nozzles (16), replaceable fluid injection nozzles (17) and (18), fluid supply tubes (19) to the sleeves with nozzles (17) on the back side and a glass (20) for supplying fluid to nozzles (18) on the side. The side wall of the phase mixing chamber (1) consists of two sections: conical (21) and cylindrical (22). Moreover, the conical section narrows toward the cylindrical in the direction of flow. On the inner surface of the walls of the conical (21) and cylindrical (22) sections of the phase mixing chamber (1), there are annular protrusions-drop eliminators (23) and (24), respectively. Glasses (20) also serve as devices for replacing nozzles (18) depending on the experimental conditions. To remove the glass (20), in which the nozzle (18) is fixed, it is necessary to unscrew the sealed cover (25).
На Фиг. 3 и 4 показаны два исполнения экспериментальной установки - с одним и двумя генераторами потока газожидкостного аэрозоля (14). Установка, в общем, состоит из: генераторов (14), которые включают камеры смешивания фаз (1), штуцеры для подвода газа (9) и жидкости (10), (11); камеры стабилизации потока (12), исследовательского участка системы (13), станины (15).In FIG. Figures 3 and 4 show two versions of the experimental setup, with one and two generators of a gas-liquid aerosol flow (14). The installation generally consists of: generators (14), which include phase mixing chambers (1), fittings for supplying gas (9) and liquid (10), (11); flow stabilization chambers (12), research section of the system (13), bed (15).
В составе экспериментальной установки в зависимости от задач исследования могут быть смонтированы один, два и более генераторов (14) газожидкостного аэрозоля.Depending on the research tasks, one, two or more generators (14) of gas-liquid aerosol can be mounted in the experimental setup.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Газожидкостный поток аэрозоля с изменяемой дисперсностью жидкостной фазы получают способом, который включает подачу газа (3) и раздельную подачу жидкости (6, 7) в камеру смешивания фаз (1) генератора (14). Из камеры подачи газа (2), вдоль оси камеры смешивания фаз (1) вводят газ одним или несколькими потоками (3) через сменные сопла (16) различного поперечного сечения, которые вставлены, например ввинчены, в стенку между камерами смешивания фаз (1) и подачи газа (2). Варьируя количеством сопел каждого типоразмера, их расположением, величинами поперечных сечений, получают необходимое для данного эксперимента распределение потоков газа. Так, например, экспериментатор имеет возможность, исходя из потребностей конкретного исследования, варьировать типоразмерами сопел и форсунок (в том числе специально спроектированной конфигурации), заменять сопла на заглушки и наоборот, создавая желаемую картину потока в камере смешивания фаз и далее. Наблюдать картину потока, фотографировать его и записывать на видео экспериментатор может через прозрачные стенки камеры стабилизации потока.A gas-liquid aerosol stream with variable dispersion of the liquid phase is obtained by a method that includes a gas supply (3) and a separate liquid supply (6, 7) to the phase mixing chamber of the generator (1) (14). From the gas supply chamber (2), along the axis of the phase mixing chamber (1), gas is introduced in one or several streams (3) through interchangeable nozzles (16) of various cross sections that are inserted, for example screwed, into the wall between the phase mixing chambers (1) and gas supply (2). By varying the number of nozzles of each standard size, their location, cross-sectional values, the distribution of gas flows necessary for this experiment is obtained. For example, the experimenter has the opportunity, based on the needs of a particular study, to vary the sizes of nozzles and nozzles (including a specially designed configuration), replace the nozzles with plugs, and vice versa, creating the desired flow pattern in the phase mixing chamber and beyond. The experimenter can observe the picture of the stream, photograph it and record it on video through the transparent walls of the stream stabilization chamber.
Впрыск жидкости выполняют с напором, превышающим давление в камере смешивания фаз, что позволяет внедрить капли жидкости во все пространство камеры; величину потребного превышения напора жидкости над давлением газа в камере смешивания определяют эмпирически и контролируют по картине течения в камере стабилизации потока. Впрыск жидкости выполняют одновременно из тыльной и боковой камер подачи жидкости, соответственно в осевом и многочисленных радиальных направлениях. Для впрыска применяются форсунки ротационного и иного типа, обеспечивающие в зависимости от известных технических параметров форсунок получение капель, удовлетворяющих заданному диапазону размеров.Liquid injection is performed with a pressure exceeding the pressure in the phase mixing chamber, which allows the introduction of liquid droplets into the entire space of the chamber; the magnitude of the required excess of the fluid pressure over the gas pressure in the mixing chamber is determined empirically and controlled by the flow pattern in the flow stabilization chamber. Liquid injection is performed simultaneously from the rear and side chambers of the fluid supply, respectively, in the axial and numerous radial directions. For injection, nozzles of a rotational and other type are used, which, depending on the known technical parameters of the nozzles, provide droplets that satisfy a given size range.
Впрыск жидкости (6) в осевом направлении осуществляют в направлении газовых потоков, с доставкой жидкости из первой, тыльной камеры подачи жидкости (4), расположенной выше камеры подачи газа (2). Жидкость из тыльной камеры подачи жидкости подают к вставленным, например ввинченным, в соответствующие отверстия в стенке между камерами смешивания фаз (1) и подачи газа (2) цилиндрическим гильзам с вставленными в них сменными форсунками (17), использую трубки (19), проходящие через камеру подачи газа (2) и герметично закрепленные по концам в отверстиях в торцевых стенках камеры подачи газа, отделяющих ее от соседних камер.The fluid injection (6) in the axial direction is carried out in the direction of gas flows, with the delivery of fluid from the first, rear fluid supply chamber (4) located above the gas supply chamber (2). The liquid from the rear fluid supply chamber is supplied to the cylindrical sleeves with replaceable nozzles (17) inserted into, for example screwed into, the corresponding holes in the wall between the phase mixing chambers (1) and gas supply chambers (2), using tubes (19) passing through the gas supply chamber (2) and hermetically fixed at the ends in the holes in the end walls of the gas supply chamber, separating it from neighboring chambers.
Впрыск жидкости (7) в радиальных направлениях осуществляют перпендикулярно газовым потокам, с доставкой жидкости из второй, боковой камеры подачи жидкости (5), образованной между боковой стенкой корпуса камеры смешивания фаз (1) и наружной оболочкой. Жидкость подается в камеру смешивания фаз через сменные форсунки (18), вставленные в цилиндрические стаканы (20), имеющие поперечные сквозные отверстия (через которые жидкость поступает к форсункам) и устанавливаемые в резьбовые гнезда, выполненные на боковой (внутренней) стенке камеры смешивания фаз. Соосно с этими резьбовыми гнездами в наружной стенке камеры выполнены окна, герметично закрываемые снаружи защитными крышками (25), предназначенными для установки, удаления или замены гильз с форсунками (18).Injection of fluid (7) in radial directions is perpendicular to gas flows, with delivery of fluid from a second, lateral fluid supply chamber (5) formed between the side wall of the housing of the phase mixing chamber (1) and the outer shell. The fluid is supplied to the phase mixing chamber through interchangeable nozzles (18) inserted into cylindrical glasses (20) having transverse through holes (through which liquid flows to the nozzles) and installed in threaded sockets made on the side (inner) wall of the phase mixing chamber. Aligned with these threaded sockets in the outer wall of the chamber are windows that are hermetically sealed on the outside with protective covers (25) designed to install, remove or replace sleeves with nozzles (18).
Полученный в камере смешивания фаз поток газожидкостного аэрозоля (8) вытесняется в следующую секцию установки - камеру стабилизации потока (12), которая имеет прозрачный корпус, что позволяет наблюдать и изучать поток аэрозоля, в частности позволяет убедиться в достаточности длины этой камеры для обеспечения стабильного распределения фаз по сечению. Далее поток газожидкостного аэрозоля проходит в исследовательский участок (13) системы, который также может иметь прозрачный корпус и в котором предусмотрена возможность герметичной пристыковки оборудования и приборов, подлежащих испытаниям.The gas-liquid aerosol stream (8) obtained in the phase mixing chamber is displaced into the next section of the installation — the flow stabilization chamber (12), which has a transparent casing, which makes it possible to observe and study the aerosol flow, in particular, to make sure that the length of this chamber is sufficient to ensure stable distribution phase cross section. Next, the flow of gas-liquid aerosol passes to the research section (13) of the system, which can also have a transparent casing and which provides for the possibility of hermetically fitting the equipment and instruments to be tested.
В качестве примера реализации заявляемых Способа и Устройства можно привести варианты исполнения, запроектированные для диапазонов расхода по газу (воздух) 40…160 и 80…320 м3/ч (рабочих). При этом в качестве жидкости рассматривалась вода. Соответствующие характеристики основных компонентов приведены в таблице:As an example of the implementation of the inventive Method and Device, it is possible to cite versions designed for gas flow ranges (air) of 40 ... 160 and 80 ... 320 m 3 / h (working). In this case, water was considered as a liquid. The relevant characteristics of the main components are given in the table:
Генератор потока аэрозоля обеспечивает получение двухфазного аэрозоля (жидкость и газ) в виде взвеси капельной жидкости в газе в указанном выше диапазоне объемных содержаний жидкости в газе.The aerosol flow generator provides a two-phase aerosol (liquid and gas) in the form of a suspension of droplet liquid in the gas in the above range of volumetric liquid contents in the gas.
Claims (5)
- вводят газ, поступающий из камеры подачи газа, вдоль оси камеры смешивания фаз, одним или несколькими потоками, через сменные сопла, и, варьируя соплами различного поперечного сечения, количеством сопел каждого типоразмера, их расположением, получают необходимое распределение потоков газа;
- выполняют впрыск жидкости через сменные форсунки с напором, превышающим давление в камере смешивания фаз, с тыльной стороны в осевом направлении и с боков в многочисленных радиальных направлениях;
- меняя типоразмеры жидкостных форсунок, их количество и расположение, обеспечивают размеры, концентрацию и распределение капель, наилучшим образом удовлетворяющие условиям эксперимента;
- на выходе из камеры смешивания фаз контролируют поток газожидкостного аэрозоля, проходящего через камеру стабилизации потока и исследовательский участок системы, визуально и/или инструментальными средствами на соответствие заданным условиям.1. A method of obtaining a stream of gas-liquid aerosol with variable dispersion of the liquid phase, comprising the separate supply of gas and liquid to the phase mixing chamber, characterized in that
- enter the gas coming from the gas supply chamber along the axis of the phase mixing chamber, in one or several streams, through exchangeable nozzles, and, varying the nozzles of different cross sections, the number of nozzles of each size, their location, obtain the necessary distribution of gas flows;
- perform liquid injection through interchangeable nozzles with a pressure exceeding the pressure in the phase mixing chamber, from the rear in the axial direction and from the sides in numerous radial directions;
- changing the sizes of liquid nozzles, their number and location, provide the sizes, concentration and distribution of droplets that best satisfy the conditions of the experiment;
- at the outlet of the phase mixing chamber, the flow of a gas-liquid aerosol passing through the flow stabilization chamber and the research section of the system is controlled visually and / or by instrumental means for compliance with the given conditions.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015108161/05A RU2584534C1 (en) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | Method of producing flow of gas-liquid aerosol with variable dispersion of liquid phase and installation for research in flow of gas-liquid aerosol flow generator |
| PCT/RU2016/000275 WO2016144213A2 (en) | 2015-03-10 | 2016-05-06 | Method of generating a gas-liquid aerosol stream with variable liquid phase dispersivity and assembly with a stream generator for conducting analysis in a gas-liquid aerosol stream |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015108161/05A RU2584534C1 (en) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | Method of producing flow of gas-liquid aerosol with variable dispersion of liquid phase and installation for research in flow of gas-liquid aerosol flow generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2584534C1 true RU2584534C1 (en) | 2016-05-20 |
Family
ID=56012174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015108161/05A RU2584534C1 (en) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | Method of producing flow of gas-liquid aerosol with variable dispersion of liquid phase and installation for research in flow of gas-liquid aerosol flow generator |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2584534C1 (en) |
| WO (1) | WO2016144213A2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115032124B (en) * | 2022-03-21 | 2024-07-19 | 哈尔滨工程大学 | Experimental device for researching retention characteristics of aerosol in single-size steam bubble under high temperature and high pressure |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1076151A1 (en) * | 1982-07-23 | 1984-02-29 | Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета | Apparatus for pneumatic spraying of liquid |
| SU1708430A1 (en) * | 1990-01-26 | 1992-01-30 | Ростовский инженерно-строительный институт | Method of dispersion of liquid and device for its realization |
| US5193976A (en) * | 1990-02-14 | 1993-03-16 | Turbotect Ag | Injection device for the on-line wet cleaning of compressors |
| WO1994010516A1 (en) * | 1992-11-04 | 1994-05-11 | Louis Handfield | Snowmaking gun |
| RU2323785C2 (en) * | 2003-01-24 | 2008-05-10 | Турботект Лтд. | Method and jet nozzle for filling gas flow with liquid drops |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2354459C2 (en) * | 2005-09-14 | 2009-05-10 | Лобашинская Алла Владимировна | Shesterenko mouthpiece |
-
2015
- 2015-03-10 RU RU2015108161/05A patent/RU2584534C1/en not_active IP Right Cessation
-
2016
- 2016-05-06 WO PCT/RU2016/000275 patent/WO2016144213A2/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1076151A1 (en) * | 1982-07-23 | 1984-02-29 | Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета | Apparatus for pneumatic spraying of liquid |
| SU1708430A1 (en) * | 1990-01-26 | 1992-01-30 | Ростовский инженерно-строительный институт | Method of dispersion of liquid and device for its realization |
| US5193976A (en) * | 1990-02-14 | 1993-03-16 | Turbotect Ag | Injection device for the on-line wet cleaning of compressors |
| WO1994010516A1 (en) * | 1992-11-04 | 1994-05-11 | Louis Handfield | Snowmaking gun |
| RU2323785C2 (en) * | 2003-01-24 | 2008-05-10 | Турботект Лтд. | Method and jet nozzle for filling gas flow with liquid drops |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2016144213A3 (en) | 2016-11-24 |
| WO2016144213A2 (en) | 2016-09-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wu et al. | Monodisperse droplet formation through a continuous jet break‐up using glass nozzles operated with piezoelectric pulsation | |
| CA2644484C (en) | Device and method for creating hydrodynamic cavitation in fluids | |
| WO2015128235A3 (en) | Foam generator for an earth-pressure-balance-shield tunnel-boring machine and method for conditioning removed soil material as a supporting medium for an earth-pressure balance shield | |
| US11826311B2 (en) | Coaxial nozzle configuration and methods thereof | |
| RU2584534C1 (en) | Method of producing flow of gas-liquid aerosol with variable dispersion of liquid phase and installation for research in flow of gas-liquid aerosol flow generator | |
| Sauret et al. | Beating the jetting regime | |
| CN106769728A (en) | PM2.5 quality and concentration monitor calibrating installations | |
| Zeguai et al. | Experimental study of two-phase flow pattern evolution in a horizontal circular tube of small diameter in laminar flow conditions | |
| CN206489036U (en) | PM2.5 quality and concentration monitor calibrating installations | |
| EA201900118A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR DISTRIBUTING BULK MATERIAL INTO LOTS OF LINES | |
| Cruz-Mazo et al. | Aerodynamically stabilized Taylor cone jets | |
| CN103813850B (en) | Method and apparatus for dynamic gas mixture production | |
| Legrand et al. | Generation and droplet size distribution of tracer particles for PIV measurements in air, using propylene glycol/water solution | |
| EP2145676A1 (en) | Device and method for homogenizing fluids | |
| CN107727360B (en) | Flow pattern generator | |
| Parmar et al. | Influence of jet–jet interaction on droplet size and jet instability in immiscible liquid–liquid system | |
| TW201925752A (en) | Aerosol generating device for calibrating component concentration of aerosol | |
| Gottlieb et al. | Development of an internal mixing two-fluid nozzle by systematic variation of internal parts | |
| Shevtsova et al. | Study of thermoconvective flows induced by vibrations in reduced gravity | |
| CA2996995C (en) | Extraction cell for a centrifugal partition chromatograph, a centrifugal partition chromatograph containing such a cell, and a method for producing such an extraction cell | |
| DE102014100831B4 (en) | Feeding system for dosed feeding of samples to a particle size measuring device | |
| US20080029622A1 (en) | Device and System for Transforming Liquids Having Different Viscosity into Droplets | |
| Belsak et al. | Numerical simulations of micro jets produced with a double flow focusing nozzle | |
| Ballesteros et al. | Experimental analysis and CFD modelling of the flow conditions inside an air-core-liquid-ring atomizer | |
| JP2018174754A (en) | Double pipe type nozzle, food mixing device, food mixing method, and method of manufacturing cheeses |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210311 |