SU1166835A1

SU1166835A1 - Method and apparatus for dispersing liqiud

Info

Publication number: SU1166835A1
Application number: SU833666073A
Authority: SU
Inventors: Андрей Леонидович Душкин; Александр Иванович Коломенцев
Original assignee: Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Авиационный Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1983-11-25
Filing date: 1983-11-25
Publication date: 1985-07-15

Abstract

1. Способ диспергировани жидкости, заключающийс в том, что аксиальный поток жидкости смешивают с первым потоком газа с последующим распылением полученной смеси вторым потоком газа, отличающийс тем, что, с целью повышени дисперсности, смесь жидкости с первым потоком газа ускор ют до достижени скорости ее газовой фазы скорости звука в чистом газе, а после ускорени перед распылением ввод т по периферии дополнительный поток газа. 2.Устройство дл диспергировани жидкости , содержащее корпус с размещенной в нем аксиально жидкостной форсункой, переход щей в камеру смешени с выходным соплом, окруженную газовым коллектором с радиальными отверсти ми, сообщающимис с камерой смешени , и каналами, сообщающимис с источником подачи газа и атмосферой на выходе из сопла, отличающеес тем, что, с целью повышени дисперсности , камера смешени выполнена с сужающимс в направлении к соплу участком с последующим его расширением, при этом каналы через газовый коллектор сообщены с началом участка расширени а диаметр участка расширени выполнен равным 1,4- (Л 1,7 диаметра участка сужени . 3.Устройство по п. 2, отличающеес тем, что участок расширени выполнен равным 5-10 его диаметров. 05 о: 00 00 ел1. A method for dispersing a liquid, wherein an axial fluid flow is mixed with a first gas stream, followed by spraying the mixture obtained with a second gas stream, characterized in that, in order to improve dispersion, the liquid mixture with the first gas stream is accelerated to its velocity the gas phase of the speed of sound in a pure gas, and after acceleration, additional gas flow is introduced on the periphery before spraying. 2. A device for dispersing a liquid, comprising a housing with an axially liquid injector disposed therein, passing into a mixing chamber with an outlet nozzle surrounded by a gas collector with radial holes communicating with the mixing chamber and channels communicating with the gas supply source and the atmosphere leaving the nozzle, characterized in that, in order to increase the dispersion, the mixing chamber is made with a section narrowing towards the nozzle with its subsequent expansion, while the channels through the gas collector The diameter of the expansion section is equal to 1.4 - (L 1.7 of the diameter of the restriction area. 3. The device according to claim 2, characterized in that the expansion section is made equal to 5-10 of its diameter. 05 о: 00 00 ate

Description

Изобретение относитс к технике диспергировани жидкости в энергетике и химической технологии.The invention relates to a technique for the dispersion of a liquid in the power industry and chemical technology.

Цель изобретени - повышение дисперсности .The purpose of the invention is to increase the dispersion.

На чертеже изображено предлагаемое устройство дл реализации способа, общий вид.The drawing shows the proposed device for implementing the method, a general view.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с размещенной в нем аксиально жидкостной форсункой 2, подсоединенной штуцером 3 к источнику подачи жидкости. Форсунка переходит в камеру 4 смешени , окруженную газовым коллектором 5 с радиальными отверсти ми 6, сообщающимис с камерой смешени . В жидкостной форсунке 2 размещен зав хритель 7.The device comprises a cylindrical body 1 with an axially liquid injector 2 placed in it, connected by a fitting 3 to a source of liquid supply. The nozzle flows into a mixing chamber 4 surrounded by a gas collector 5 with radial holes 6 communicating with the mixing chamber. In the liquid nozzle 2 is placed the head chritel 7.

Камера 4 смешени выполнена с сужающимс в направлении к соплу 8 участкомThe mixing chamber 4 is made with a section narrowing towards the nozzle 8.

9с последующим его расширением, образованным коллектором 10 с продольными каналами 11, сообщающимис со стороны выхода из сопла с атмосферой, а с другой стороны - с началом участка расширени . Каналы 11 сообщены через радиальные отверсти 12 с газовым коллектором 5. Коллектор 5 соединен подводом 13 с источником подачи газа. Участок расширен ни выполнен с диаметром, равным 1,4-1,7 диаметра участка сужени . Кроме того, участок расширени выполнен равным 5-9 with its subsequent expansion formed by the collector 10 with longitudinal channels 11 communicating from the exit side of the nozzle with the atmosphere, and on the other hand with the beginning of the expansion section. The channels 11 are communicated through the radial holes 12 with a gas manifold 5. The collector 5 is connected by a supply 13 to a source of gas supply. The plot is expanded or made with a diameter of 1.4-1.7 times the diameter of the constriction portion. In addition, the expansion section is made equal to 5-

10его диаметров.10 diameters.

Устройство, осуществл ющее способ диспергировани , работает следующим образом.A device that performs a dispersion method works as follows.

Жидкость подают через штуцер 3 с завихрителем 7 в камеру 4 смешени . Газ подают через подвод 13, а затем через радиаль .ные отверсти 6 направл ют в камеру смешени . При этом расход газа подбирают таким, чтобы в участке 9 сужени установилась скорость газа, равна скорости звука в чистом газе. При этом двухфазный поток, образованный завихрителем 7, приобретает кольцевую структуру, т. е. больша часть жидкости движетс в виде пелены по периферии. В участке расширени газ ускор етс с образованием скачка уплотнени в коллекторе 10, это мощное возмущение газовой фазы интенсифицирует процесс дроблени пелены. Процесс усиливаетс еще и тем, что под жидкую пелену с периферии дополнительно подают газ.The liquid is fed through the fitting 3 with the swirler 7 into the mixing chamber 4. Gas is supplied through the inlet 13, and then through the radial apertures 6 is directed to the mixing chamber. At the same time, the gas flow rate is selected so that in the contraction section 9 the velocity of the gas is established, equal to the speed of sound in a pure gas. In this case, the two-phase flow formed by the swirler 7 acquires an annular structure, i.e. a large part of the liquid moves in the form of a veil along the periphery. In the expansion section, the gas is accelerated to form a shock wave in the reservoir 10, this powerful disturbance of the gas phase intensifies the crushing process of the shroud. The process is further enhanced by the fact that gas is additionally supplied to the liquid sheet from the periphery.

Так как каналы 11 коллектора 10 соединены с атмосферой, то газ на наружную поверхность поступает в определенном количестве , а именно в таком, чтобы в камере расширени образовывалс критический двухфазный поток, расход которого не зависит от давлени в пространстве распылени . Так как дополнительный расход газа подают в корневое сечение истекающей из камеры 4 смешени струи, где газовый поток сверхкритический, то этот расход не вли ет на расход через сужени . Така организаци процесса позвол ет создать в канале форсунки два критических потока: кольцевой структуры после камеры смешени 2 и дисперсной структуры на выходе из камеры расширени . Дл этого сперва поток разгон ют до скорости звука в газовой фазе, затем смесь расшир ют тем, что, во-первых, внутренний диаметр коллектора 10 выполнен большим диаметра участка сужени в 1,4-1,7 раз, что соответствует увеличению плошади проходного сечени в 2-3 раза, вовторых , добавлением газа и одновременным дроблением пелены. При этом скорость звука гомогенной дисперсной среды меньше сокорости звука в кольцевом потоке. Чтобы обеспечить высокую скорость газа в камере 4 смешени отверсти в ней, сообщающиес с подводом 13, выполнены большими, чем отверсти на участке расширени в 2-3 раза. Уменьшение площади проходного сечени участка сужени камеры 4 смешени относительно внутреннего проходного сечени коллектора 10 в 2-3 раза (или 1,4-1,7 отношение диаметров ) также обеспечивает создание критического дисперсного потока. При меньшем, чем в 2 раза, отношении площадей (при 1,4 отношении диаметров) не образуетс дисперсный поток из-за слабого дроблени пелены, а при отношении большем, чем 3 раза (при 1,7 отношении диаметров) дл образовани критического потока необходим неоправданно большой расход дополнительного газа. Длина коллектора (участка рас-ширений ), равиа 5-10 его внутренних диаметров, обеспечивает создание дисперсного потока. При длине меньше, чем 5 внутренних диаметров, есть веро тность сохранени пелены без дроблени , при длине большей, чем 10 внутренних диаметров существенна коагул ци капель и возрастают потери давлени за счет трени .Since the channels 11 of the collector 10 are connected to the atmosphere, the gas enters the outer surface in a certain amount, namely, in such a way that a critical two-phase flow is formed in the expansion chamber, the flow rate of which does not depend on the pressure in the spraying space. Since the additional gas flow rate is fed to the root section of the jet flowing out of the mixing chamber 4, where the gas flow is supercritical, this flow rate does not affect the flow rate through the constrictions. Such an organization of the process allows two critical streams to be created in the nozzle channel: an annular structure after mixing chamber 2 and a dispersed structure at the outlet of the expansion chamber. To do this, first the flow is accelerated to the speed of sound in the gas phase, then the mixture is expanded by the fact that, firstly, the inner diameter of the collector 10 is made 1.4–1.7 times larger than the diameter of the restriction area, which corresponds to an increase in the flow area 2-3 times, second, by adding gas and simultaneously crushing the shroud. In this case, the speed of sound of a homogeneous dispersed medium is less than the speed of sound in the annular flow. In order to ensure high gas velocity in the mixing chamber 4, the holes in it, communicating with the supply 13, are 2 to 3 times larger than the openings in the expansion section. Reducing the throughput area of the restriction section of the mixing chamber 4 relative to the internal throughput section of the collector 10 by a factor of 2 to 3 (or 1.4 to 1.7 ratio of diameters) also provides a critical dispersed flow. At less than 2 times the ratio of areas (at 1.4 ratio of diameters), no dispersed flow is formed due to weak crushing of the shroud, and at a ratio greater than 3 times (at 1.7 ratio of diameters), to form a critical flow unnecessarily high consumption of additional gas. The length of the collector (extension section), ravia 5-10 of its internal diameters, ensures the creation of a dispersed flow. With a length of less than 5 internal diameters, there is a likelihood of retaining the shroud without crushing, with a length of greater than 10 internal diameters, substantial drop coagulation and pressure losses due to friction increase.

Claims

1. The method of dispersing a liquid, which consists in the fact that the axial flow of liquid is mixed with the first gas stream, followed by spraying the resulting mixture with a second gas stream, characterized in that, in order to increase dispersion, the liquid mixture with the first gas stream is accelerated until its gas velocity is reached of the sound velocity phase in pure gas, and after acceleration, an additional gas stream is introduced at the periphery before spraying.

2. A device for dispersing a liquid, comprising a housing with an axially liquid nozzle disposed in it, passing into the mixing chamber with an output nozzle, surrounded by a gas manifold with radial holes communicating with the mixing chamber, and channels communicating with the gas supply source and the atmosphere at the outlet of nozzle, characterized in that, in order to increase dispersion, the mixing chamber is made with a section tapering towards the nozzle with its subsequent expansion, while the channels are connected through the gas collector s with the beginning of the expansion section and the diameter of the expansion section is equal to 1.4-1.7 of the diameter of the narrowing section.

3. The device according to p. 2, characterized in that the expansion section is made equal to 5-10 of its diameters.