SU1077621A1

SU1077621A1 - Apparatus for mixing gas with liquid

Info

Publication number: SU1077621A1
Application number: SU813263757A
Authority: SU
Inventors: Николай Вячеславович Керин; Евгений Михайлович Маракулин; Владислав Петрович Махров
Original assignee: Московский Ордена Ленина Авиационный Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1981-03-20
Filing date: 1981-03-20
Publication date: 1984-03-07

Abstract

УСТРОЙСТВО СМЕШЕПИЯ ГАЗА С ЖИДКОСТЬЮ, содержащее трубчатый корпус подачи жидкого компонента, размещенную в нем по оси камеру обтекаемой формы с газовводом и выходным отверстием , расположенным со стороны выхода потока, отличающеес тем, что, с целью повышени эффективности смешени в широком диапазоне расходов газового компонента и уменьшени энергетических затрат , оно снабжено одной или несколькими пластинами аэродинамического профил , расположенными по ходу потока, охватывающими выходное отверстие камеры и установленными к оси потока под углом, направление которого совпадает с направлением потока.A FLUID-MIXED GAS-MIXTURE DEVICE comprising a tubular body for supplying a liquid component, a streamlined shape chamber arranged therein with a gas input and an outlet opening located on the outlet side of the flow, characterized in that, in order to increase the mixing efficiency in a wide range of flow rates of the gas component and reduce energy costs, it is equipped with one or more aerodynamic profile plates located along the flow, covering the outlet of the chamber and installed to B flow at an angle, the direction of which coincides with the flow direction.

Description

ЖидкостьLiquid

слcl

О5O5

ьоyo

5656

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано в химическом машиностроении или в теплоэнергетике в теплообменных аппаратах.The invention relates to mechanical engineering and can be used in chemical engineering or in heat and power engineering in heat exchangers.

Известно устройство смешени газа с жидкостью, используюшее способ смешени -, основанный на влени х молекул рной диффузии , с образованием поверхности раздела , котора может быть кавитационной полостью или поверхностью струй в эжекторном устройстве 1.A device for mixing gas with a liquid is known, using the method of mixing, based on the phenomena of molecular diffusion, with the formation of an interface, which may be a cavitation cavity or a surface of jets in an ejector device 1.

Недостатками указанного устройства вл ютс невысока интенсивность процесса и невозможность управлени им.The disadvantages of this device are the low intensity of the process and the inability to control it.

Наиболее близким к изобретению по достигаемому эффекту вл етс устройство смешени газа с жидкостью, содержащее магистраль подачи жидкого компонента с установленным внутри ее полым, удобообтекаемым корпусом, имеюшим открытый срез со стороны сливной части магистрали, и подведенный в корпус газовод 2.The closest to the invention in terms of the effect achieved is a device for mixing gas with a liquid, which contains a supply line for the liquid component with its hollow, easy-flowing casing installed inside, having an open cut on the side of the discharge part of the line, and gas inlet 2 supplied to the casing.

В известном устройстве смешиваемые компоненты подаютс в попутных потоках, разделенных твердой стенкой. Смешение происходит через поверхность раздела газа и жидкости, образованную при отрыве потока жидкости от твердой стенки, путем подсоса газа жидкостью, имеюшей большой удельный импульс соударени и турбулизации в диффузионном участке, где поток тормозитс . Дл реализации такого способа смешени требуетс значительный разгон жидкости, причем больша часть кинетической энергии потока жидкости тер етс при последующем торможении, переход в мелкомасштабную турбулентность. Гидравлические потери в этом способе значительны и смешение происходит только в периферийной зоне, граничащей с поверхностью раздела , и активного проникновени газа в центр потока не наблюдаетс . Разрушение же струи дл получени большей поверхности контакта приводит к еще большим гидравлическим потер м.In the known apparatus, the components to be mixed are supplied in passing streams separated by a solid wall. Mixing occurs through the gas-liquid interface formed when the liquid flow is separated from the solid wall, by sucking gas with a liquid that has a large specific impulse of impact and turbulization in the diffusion section where the flow is inhibited. To implement such a mixing method, a significant acceleration of the liquid is required, with a large part of the kinetic energy of the fluid flow being lost during subsequent deceleration, a transition to small-scale turbulence. The hydraulic losses in this method are significant and mixing occurs only in the peripheral zone bordering the interface, and active gas penetration into the center of the flow is not observed. The destruction of the jet to obtain a larger contact surface leads to even greater hydraulic losses.

Цель изобретени - повыщение эффективности смешени в широком диапазоне расходов газового компонента и уменьшение энергетических затрат.The purpose of the invention is to increase the mixing efficiency in a wide range of gas component consumption and reduce energy costs.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство смешени газа с жидкостью, содержащее трубчатый корпус подачи жидкого компонента, размещенную в нем по оси камеру обтекаемой формы с газовводом и выходным отверстием, расположенным со стороны выхода потока, снабжено одной или несколькими пластинами аэродинамического профил , расположенными по ходу потока , охватывающими выходное отверстие камеры и установленными к оси потока под углом, направление которого совпадает с направлением потока.The goal is achieved by the fact that a device for mixing gas with a liquid, comprising a tubular body for supplying a liquid component, a streamlined shape chamber with an gas inlet and an outlet opening located on the flow exit side, is provided with one or more aerodynamic profile plates along the way flow, covering the outlet of the camera and installed to the axis of flow at an angle, the direction of which coincides with the direction of flow.

Смешение жидкости и газа происходит за счет создани перепада давлени от повышенного к пониженному от поверхности раздела смешиваемых компонент.The mixture of liquid and gas occurs due to the creation of a pressure drop from high to low from the interface of the components to be mixed.

На чертеже показана схема устройства смещени газа с жидкостью. В корпусе 1 расположена камера обтекаемой формы 2, газоввод 3, по которому подаетс газовый компонент. В корпусе подачи жидкого компонента расположены пластины 4, имеющие аэродинамический профиль. Камера 2 заканчиваетс срезом 5.The drawing shows a diagram of a device for moving a gas with a liquid. In the housing 1 there is a streamlined shape chamber 2, a gas inlet 3 through which the gas component is supplied. In the case of supplying the liquid component are plates 4, having an aerodynamic profile. Camera 2 ends with slice 5.

При исполнении корпуса подачи жидкого компонента в виде трубы круглого сечени , а камеры 2 цилиндрической формы, пластина имеет кольцевую форму.When the housing of the liquid component is designed in the form of a round tube, and the chamber 2 has a cylindrical shape, the plate has an annular shape.

Смещение происходит следующим образом .The offset is as follows.

Поверхность потока жидкости за пластиной аэродинамического профил 4 образует поверхность раздела смешиваемых компонент . При этом давление в полости 6 повышено по сравнению с полостью 7. Перепад давлени между поверхностью раздела и жидкостью приводит к тому, что газ проникает через поверхность раздела в виде мелких пузырьков. Так как пузырьки газа перемешиваютс из зоны большего давлени в зону меньшего, то они расшир ютс и работа их расширени передаетс жидкости, котора ускор етс , и тем самым уменьшаютс гидравлические потери.The surface of the fluid flow behind the plate of the airfoil 4 forms the interface of the components to be mixed. The pressure in the cavity 6 is increased compared with the cavity 7. The pressure drop between the interface and the liquid causes the gas to penetrate through the interface in the form of small bubbles. As the gas bubbles are mixed from the zone of greater pressure to the zone of lesser, they expand and the work of their expansion is transferred to the liquid, which is accelerated, and thus the hydraulic losses are reduced.

Оси пластин, расположенные на рассто нии 1/4 от передних концов пластин, расположены в одной плоскости, перпендикул рной направлению потока смешиваемых компонент и отсто щей от среза корпуса на величинуThe axes of the plates, located at a distance of 1/4 from the front ends of the plates, are located in the same plane, perpendicular to the direction of flow of the components being mixed and spaced from the body by an amount

X |- 0,5,X | - 0,5,

где X - координата плоскости установки осей вдоль направлени потока от среза корпуса;where X is the coordinate of the plane of installation of the axes along the direction of flow from the body slice;

в - высота отверсти (среза) корпуса. Оптимальное рассто ние по высоте между ос ми вращени пластин принимаетс равнымin - the height of the hole (cut) case. The optimum distance in height between the axes of rotation of the plates is assumed to be

h ,5, где п- рассто ние по высоте между ос ми.h, 5, where p is the distance in height between the axles.

При одновременном вращении пластин (их повороте) и изменении угла атаки оС происходит деформаци потоков жидкого и газообразного компонент и их требуемое смещение. Степень смешени компонент регулируетс при выбранном профиле пластины углом.When plates are simultaneously rotated (rotated) and the angle of attack of the C changes, the flows of the liquid and gaseous components deform and their displacement is required. The degree of mixing of the component is controlled at the selected profile of the plate angle.

Таким образом, регулирование процесса смещени при заданном расходе газового компонента осуществл етс за счет деформации потоков пластинами и изменени таким образом давлени в зоне смешени (контролируемого по значению С). Процесс управлени смещением в этом случае легко автоматизируетс .Thus, the control of the displacement process at a given flow rate of the gas component is carried out by deforming the flow of the plates and thus changing the pressure in the mixing zone (controlled by the value C). The displacement control process in this case is easily automated.

Результаты эксперимента показывают, что использование такого устройства позвол ет снизить энергетические затраты, уме34Experimental results show that the use of such a device can reduce energy costs, mind34

ньшив гидравлические потери при смеше- газа с жидкостью и дает положительный НИИ, и повысить проникание газа в жидкость. эффект, заключающийс в увеличении проДанное устройство имеет преимущества менном уменьщении энергетических затрат перед известными устройствами смещени на процесс смещени .Hydraulic losses when mixed with liquid and gives a positive scientific research institute, and increase the penetration of gas into the liquid. The effect of increasing the prod device is that it has the advantage of reducing energy costs over known displacement devices by the displacement process.

1077621 никновени газа в жидкость при одновре1077621 gas to liquid at the same time

Claims

DEVICE FOR MIXING A GAS WITH LIQUID, comprising a tubular housing for supplying a liquid component, an axially-shaped chamber with a gas inlet and an outlet located on the outlet side of the stream, arranged in it along the axis, characterized in that, in order to increase mixing efficiency in a wide range of flow rates of the gas component and to reduce energy costs, it is equipped with one or more aerodynamic profile plates located along the flow, covering the chamber outlet and mounted to the sweat axis Single angle, the direction of which coincides with the flow direction.

J

S 6 7