SU1140831A1 - Форсунка дл распыливани жидкости в импульсном режиме - Google Patents

Abstract

ФОРСУНКА ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ В ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ, содержаща  полый цилиндрический корпус с соплом, имеющим входное и выходное отверсти , и средство создани  импульсного режима, отличающа с  тем, что, с целью улучшени  эксплуатационных характеристик, средство создани  импульсного режима вьтолнено в .влде установленной в корпусе перпендикул рно продольной оси диафрагмы с центральным отверстием , причем отношение площади центрального отверсти  диафрагмы к площади поперечного сечени  полости корпуса составл ет 0,01-0,15, а к площади входного отверсти  сопла 0,05-0,7. 00 со

Description

I Изобретение относитс  к машиностроению и может быть применено дл  распыливани  жидкостей в пульси рзпощем режиме в химической промьшленности , в энергетике (.дл  распылени  жидкого топлива), в сельском хоз йстве (дл  распылени  воды в поливных установках). Известна форсунка дл  распылени  жидкости в пульсирующем режиме, содержаща  корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний , имеющим сопло дл  газообразного рабочего тела, резонатор и распьшитель Cl .. Недостатками известной форсунки  вл ютс  конструктивна  сложность и как следствие этого низка  надежность и больша  трудоемкость изготовлени , низкие эксплуатадионные характеристики вследствие использовани  сжатого газа в качестве рабоч го тела генератора акустических колебаний . Наиболее близкой к изобретению  вл етс  форсунка дл  распылени  жидкости в импульсном режиме, содержаща  польй цилиндрический корпус с соплом, имеюш;им входное и выходное отверсти , и средство создани  импульсного режима Е2. Недостатками известной форсунки  вл ютс  конструктивна  сложность, наличие привода дл  вращени  вала, что усложн ет эксплуатацию устройс ва, низка  частота пульсаций вслед ствие применени  механического пул сатора, что снижает качество распы Цель изобретени  - улучшение эк сплуатационных характеристик форсу ки. Указанна  цель достигаетс  тем, что в форсунке дл  распылени  жидкости в импульсном режиме, содержа щей полый цилиндрический корпус с соплом, имеющим входное и выходное отверсти , и средство создани  импульсного режима, последнее выполнено в виде установленной в корпус перпендикул рно продольной оси диа фрагмы с центральнь1м отверстием, причем отношение площади центрального отверсти  диафрагмы к площади поперечного сечени  полости корпус составл ет 0,01-0,15, а к площади входного отверсти  сопла 0,05-0,7. На фиг.1 изображена предлагаема  форсунка, общий вид; на фиг.2 1 кинограмма цршиндрического корпуса форсунки на фиг.З - осциллограмма работы форсунки; на фиг.4-8 - графики , по сн ющие работу форсунки. Форсунка содержит польй. щшиндрический корпус 1 с соплом 2, имеющим входное и выходное отверсти  3 и 4 и средство создани  импульсного режима, вьшолненное в виде установленной в корпусе 1 перпендикул рно продольной оси диафрагмы 5 с центральным отверстием 6, причем отношение площади FJJ центрального отверсти  6 к площади F, поперечного сечени  полости корпуса 1 составл ет 0,01- 0,15, а к площади Fj. входного отверсти  3 сопла 2 - 0,05-0,7, т.е. Ро/Р:к 0 01-0,15, FO/RC 0,05-0,7. На фиг.1 о1д- диаметр центрального отверсти  6 диафрагмы 5, диаметр поперечного сечени  полости корпуса 11 диаметр входного отверсти  3 соцла 2. Форсунка дл  распылени  жидкости работает следующим образом. Рабоча  жидкость (направление показано стрелкой) под давлением подаетс  в корпус 1. При прохождении через отверстие 6 диафрагмы 5 скорость потока жидкости в результате резкого сужени  возрастает, а давление падает. Если давление в потоке жидкости станет близким к давлению насыщенных паров жидкости при данной температуре, то начнетс  кавитаци i При этом в центральном отверстии 6 диафрагмы 5 будет образовыватьс  кавитационна  каверна. Из кинограммы цилиндрического корпуса форсунки, выполненного из оргстекла с кавитационной полостью, образующейс  в центральном отверстии диафрагмы 5 (фиг.2) видно,что кавитационна  полость возникает на входе в центральное отверстие 6 диафрагмы 5 и имеет вид кольца, занимающего всю поверхность отверсти . Анализ результатов визуального исследовани  этого процесса со скоростной киносъемкой показывает, что образовавша с  кольцева  каверна отрьшаетс  и относитс  вниз по потоку , а на месте ее образуетс  нова  каверна. Оторвавшиес  кольцевые каверны унос тс  потоком жидкости и захлопываютс  в зоне повьш1енного давлени  в цилиндрической части корпуса 1, вызыва  колебани  давлени  жидкости перед соплом 2 (фиг.2). Колебани  давлени  в корпусе привод т к истечению пульсирзтощего потока жидкости через входное отверстие 3 сопла 2. Дл  возникновени  в отверстии диафрагмы 5 критической скорости жид кости, при которой в потоке давление становитс  примерно равным давлению насьпценных паров жидкости и образуетс  каверна, необходимо, чтобы площадь цилиндрического отверсти  6 диафрагмы 5 FU была существенно меньщ площади поперечного сечени  цилиндрической части корпуса 1 форсунки FK. Оптимальным значением отношени  пл:ощадей m  вл етс  значение ,01-0,15. При m-70,15 скорость потока жидкости в отверстии диафрагмы не достигает критического значени  (нет кавитации), а при ,01 резко уменьшаетс  амплитуда колебаний давлени  жидкости в цилиндрическом корпусе 1 форсунки из-за резкого уменьшени  объема образующихс  каверн. На фиг.4 приведена зависимость отношени  амплитуды колебаний давлени  жидкости в корпусе за диафрагмой 5 АР к установившемус  значению давлени  на входе в форсунку Р от параметра wi . Как видно из фиг.4, максимальное значение амплитуды колебаний наблюдаетс  при т% У, 0,05. Из зависимости частоты колебаний от параметра m (фиг.5) видно , что с увеличением m частота коле баний плавно уменьшаетс . Кроме того, на процесс возникновени  кавитации в цилиндрическом отверстии 6 диафрагмы 5, частоту отры- ва каверн и амплитуду колебаний давлени , вызванных захлопьшанием этих каверн, существенно вли ет отношение площади отверсти  6 диафрагмы 5 FQ к площади входного отверсти  3 сопла 2 FT На фиг.6 и 7 представлены соответственно зависимость частоты f и отношени  от отношени  -2- . РF С увеличением отношени  - частоте та колебаний резко возрастает практически по линейному закону, а зависимость амплитуды колебаний от отношени  fg I FC имеет нелинейньй характер . Оптимальное отношение площадей Р,/(находитс  в диапазоне 0,05-0,7. При 0,05 Ри|Рр70,7 резко уменьшаетс  амплитуда колебаний давлени  жидкости перед соплом 2. Технические преимущества изобретени  в сравнении с известным устройством заключаютс  в упрощении конструкции форсунки за счет отсутстви  привода на вращение механического пульсатора, а следовательно, в упрощении эксплуатации устройства. Как известно, с ростом частоты пульсаций жидкости размер капель уменьшаетс . На фиг.8 приведена зависимость диаметра капли d от частоты вращени  механического пульсатора. Трехкратное увеличение числа оборотов (частоты ) механического пульсатора зменьщает размер капель в 4-5 раз. Предлагаема  форсунка позвол ет получить пульсации жидкости с частотой в 20 и более раз вьш1е, чем в известной форсунке с крутым фронтом нарастани  амплитуды давлени . Известно , что распад капель вызьшаетс  волнами, которые имеют наиболее быстро нарастающую по времени амплитуду. Таким образом, предлагаема  форсунка за счет увеличени  частоты пульсаций жидкости и крутого фронта нарастани  амплитуды давлени  позволит ползтаить положительный эффект, заключающийс  в уменьшении размеров капель жидкости в 26-30 раз, что существенно улучшит качество распьиа.

Фиг.З

0,02 O,0 0,06 0,ОВ 0,1 nt фиг..

800

0,02 0,Otf 0.06 0,08 0,1 т

Фт.6

0.2 O,ft 0,6 Fff фиг б

Cfl

г/л-:

MM

2,0

1.5

0,5

0 200 too 600 BOO of/HUH

Фиг.в

Claims (1)

1. ФОРСУНКА ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ В ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ, содержа- щая полый цилиндрический корпус с соплом, имеющим входное и выходное отверстия, и средство создания импульсного режима, отличающаяся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик, средство создания импульсного режима выполнено в виде установленной в корпусе перпендикулярно продольной оси диафрагмы с центральным отверстием, причем отношение площади центрального отверстия диафрагмы к площади поперечного сечения полости корпуса составляет 0,01-0,15, а к площади входного отверстия сопла 0,05-0,7. 5 фиг.1

   SU, 1140831