SU1187858A1

SU1187858A1 - Rotor apparatus

Info

Publication number: SU1187858A1
Application number: SU833685908A
Authority: SU
Inventors: Валерий Васильевич Белик; Владимир Александрович Колдин; Михаил Михайлович Свиридов; Виктор Михайлович Червяков; Евгений Сергеевич Шитиков
Original assignee: Тамбовский институт химического машиностроения
Priority date: 1983-11-15
Filing date: 1983-11-15
Publication date: 1985-10-30

Abstract

РОТОРНЫЙ АППАРАТ, содержа1;ий корпус с патрубками пхода и выхода среды, концентрично установленные в нем ротор и статор с каналами в боковых стенках, камеру озвучивани и привод, отличающийс тем,что , с целью повышени экономичности работы, каждый канал статора имеет криволинейную форму и через него можно провести хот бы одну пр мую , не касающуюс его боковых стенок, при этом отрезок этой пр мой, ограниченный входным и выходным, отверсти ми канала,равен ширине камеры озвучивани .ROTOR DEVICE, containing 1; case with branch pipes and medium outlet, concentrically mounted therein a rotor and a stator with channels in the side walls, a sound chamber and a drive, characterized in that each channel of the stator has a curvilinear shape and through it one can draw at least one straight line that does not touch its side walls, while the segment of this straight line, bounded by the entrance and exit holes of the channel, is equal to the width of the sound chamber.

Description

3 6 3 6

0000

vlvl

0000

елate

ОСOS

(pui.r(pui.r

1one

Изобретение относитс к устройствам дл создани импульсных колебаний в проточной жидкости и среде и может быть использовано в химической, нефт ной-, машиностроительной , авиационной, пищевой и других отрасл х народного хоз йства дл проведени и интенсификации различных физико-химических, химических , биологических и тешюмассообменных процессов, в системах жидкость - жидкость и твердое жидкость .The invention relates to devices for creating pulsed oscillations in a flowing fluid and medium and can be used in chemical, petroleum, engineering, aviation, food and other public sectors for conducting and intensifying various physicochemical, chemical, biological and mass transfer processes, in systems liquid - liquid and solid liquid.

Целью изобретени вл етс повышение экономичности работы.The aim of the invention is to increase the efficiency of work.

На фиг.1 изображен роторный аппарат, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3-криволинейный канал; на фиг.4зависимость коэффициента скорости растворени от угловой скорости.1 shows a rotary apparatus, a longitudinal section; figure 2 - section aa in figure 1; Fig.3 is a curved channel; Fig. 4 shows the dependence of the dissolution rate factor on the angular velocity.

Роторный аппарат, содержит корпус 1 с патрубком выхода 2, крьш1ку 3 с коаксиально расположенным патрубком 4 входа, скрепленную с корпусом 1, статор 5 с криволинейными каналами 6 в боковой стенке, жестко скрепленный с корпусом 1, крьш1ку 7, уплотн ющую каналы 6, жестко скрепленную со статором 5, ротор 8 с каналом 9 в боковых стенках,. крьш1ку 10, уплотн ющую каналы 9, жестко скрепленную с ротором 8, камеру озвучивани 11, образованную корпусом 2, крьЕпкой 3 и статором 5.The rotary apparatus includes a housing 1 with an outlet nozzle 2, a bolt 3 with a coaxially located nozzle 4 inlet, bonded to the housing 1, a stator 5 with curvilinear channels 6 in the side wall, rigidly bonded with the housing 1, a bolt 7, sealing the channels 6, rigidly fastened to the stator 5, the rotor 8 with the channel 9 in the side walls. 10, sealing the channels 9, rigidly fastened with the rotor 8, the sound chamber 11, formed by the housing 2, the clamp 3 and the stator 5.

Аппарат работает следующим образом .The device works as follows.

Обрабатываема среда поступает ч рез патрубок 4 самотеком или посре ством насоса в полость ротора 8, через каналы 9 в роторе и криволинейные каналы 6 в статоре проходит в камеру озвучивани 11 и выводитс из аппарата через патрубок 2.The medium to be processed enters the nipple 4 by gravity or via the pump into the cavity of the rotor 8, through the channels 9 in the rotor and the curvilinear channels 6 in the stator passes into the sound chamber 11 and is output from the device through the nozzle 2.

Криволинейность канала 6 статора обеспечивает большее врем пребывани частиц обрабатываемой среды в активной зоне непосредственного воздействи импульсных колебаний и интенсивной кавитации. Кроме того при движении по криволинейным траектори м по вл ютс центробежные силы, тормоз щие отдельные объемы потока обрабатьшаемой среды, что интенсифицирует тепло-массообмен.The curvilinearity of the stator channel 6 provides a longer residence time for the particles of the processed medium in the active zone directly affected by pulsed vibrations and intensive cavitation. In addition, when moving along curvilinear trajectories, centrifugal forces appear, braking individual volumes of the flow of the medium being treated, which intensifies the heat-mass transfer.

В аппаратах криволинейность каналов статора может быть любой формы. Однако, так как,- фактором, интенсифицирующим процессы массо-теплооб878582In devices, the curvilinear channels of the stator can be of any shape. However, since, - a factor that intensifies the processes of mass heat transfer 878582

мена.в данном случае вл ютс возникающие в канале статора квазисто чие волны, необходимым условием вл етс возможность прохождени волны J без отражени , от стенок каналов, в противном случае возникает суперпозици волн, не привод ща к желаемому эффекту, т.е. установлению в каналах статорах квазисто чей волны. Таким образом, криволинейность канала должна быть такой, чтобы обеспечивалось пр молийейное прохождение акустической волны по каналу. Конструктивно это условие обеспе5 чиваетс тем, что каждый канал статора имеет такую криволинейную форму, что через него можно провести хот бы одну пр мую, не касающуюс его боковых стенок, при этом отрезокIn this case, quasi-resistant waves occurring in the stator channel are necessary. A necessary condition is that the J wave can be transmitted without reflection from the channel walls, otherwise a superposition of the waves occurs that does not lead to the desired effect, i.e. the establishment of a quasi-pure wave in the stators of the channels. Thus, the curvilinearity of the channel must be such as to ensure the direct passage of the acoustic wave through the channel. Structurally, this condition is ensured by the fact that each stator channel has such a curvilinear shape that it is possible to pass through it at least one straight line, not touching its side walls, while the segment

0 этой пр мой If, ограниченный входным и выходным отверсти ми канала, равен ширине камеры озвучивани .0 of this direct If, limited by the channel inlets and outlets, is equal to the width of the sound chamber.

Результаты некоторых, исследований свидетельствуют о том, что образование когерентных структур при наличии акустического пол (обычно такие пол св заны с различными резонансными услови ми) может привести к возникновению квазисто чих волн. При согласовании частоты колебаний , генерируемых в аппарате, с собственной (резонансной) частотой каналов статора и камерй озвучивани возникает автоколебательный (резонансный) режим работы.The results of some studies suggest that the formation of coherent structures in the presence of an acoustic field (usually such fields are associated with different resonant conditions) can lead to the appearance of quasi-direct waves. When matching the frequency of oscillations generated in the apparatus, with its own (resonant) frequency of the stator channels and the sound chamber, a self-oscillating (resonant) mode of operation occurs.

5 Наибольший эффект возникает при работе роторного аппарата в этом режиме работы, т.е. при равенст ве собственных частот каналов статора и камеры. 0f f f5 The greatest effect occurs when the rotor apparatus operates in this mode of operation, i.e. at equal frequency of the stator and camera channels. 0f f f

с I где f , f ( - собственна частотаwith I where f, f (is the proper frequency

каналов статора и камеры, Гц.stator and camera channels, Hz.

Получаем уравнение, необходимое дл расчета геометрических размеровGet the equation needed to calculate the geometric dimensions.

аппарата, при которых в нем возможен автоколебательный режимapparatus, in which it is possible self-oscillatory mode

1с i,1c i,

1,3,5..1,3,5 ..

где С - скорость звука в двухфазной среде, м/с; 1с.,1ц- дл1ша каналов статораwhere C is the speed of sound in a two-phase medium, m / s; 1s., 1ts- for 1 stator channels

и камеры, м.and cameras, m

Основна частота, излучаема в камеруJoпpeдeл eтc большим числом каналов (ротора или статора), что подтверждено результатом спектрального анализа 3 f. -tjZpCZc), . где u) - частота вращени ротора , 1/с; ipiZp число каналов в роторе и статоре. Дл среды жидкость - тверда фаза механизм интенсификации процесса следующий. В поле, квазисто чих волн движущиес частицы ускор ютс в сторону пучностей и замедл ютс в сторону узлов. Эти эффекты увеличивают абсолютную величину скорости обтекани частиц относительно движущейс среды, и увеличивают скорость процессов тепло-массообмена. Повышение экономичности процессов в предлагаемом аппарате заключаетс в том, что по вл етс возможность работы с меньшей углов скоростью вращени ротора по сравн нию с известным аппаратом.Проведен ные исследовани подтверждают это. Часть данных представлена на фиг.4 ( пунктирной линией изображено изме рение коэффициента скорости растворени в известном аппарате). Тре буема эффективность ,7-1(Тм/с (т.А) в известном аппарате достига с при щ 130 в предлагаемом 584 . и с- (т.В). Снижение угловой скорости составл ет 38%, а энергозатраты уменьшаютс в 3,5 раза. При одинаковой эффективности мвГ сообмена в предлагаемом аппарате углова скорость вращени ротора меньше на 30 - 60%. Следовательно, потребл ема мощность снижаетс в 3 - 5 раз по сравнению с прототипом . При одинаковых угловых скорост х вращени ротора (т.е. при одинаковой потребл емой мощности), соответствующих установлению I и III гармоник квазисто чей волны, повышение эффективности .составл ет 40-50%. Криволинейность каналов статора повьш1ает эффективность массообмена дополнительно на 17 - 20%. Например, при uj- 160 см (т.С), .в известном аппарате работающем ЛБ в резонансном режиме, к 1,25 10 м/с, в предлагаемом аппарате к 1, м/с (т.Д),т.е. величина коэффициента скорости растворени возростает на 44%. Коэффициент скорости растворени дл известного аппарата и пред лагаемого равен 1,0 -10 и 1,44 10 м/с соответственно, прирост составл ет 43%.The main frequency emitted into the camera Jopdeter ec by a large number of channels (rotor or stator), which is confirmed by the result of spectral analysis of 3 f. -tjZpCZc),. where u) is the rotor speed, 1 / s; ipiZp number of channels in the rotor and stator. For a liquid-solid medium, the mechanism for intensifying the process is as follows. In a field of quasi-elastic waves, moving particles accelerate towards the antinodes and slow down towards the nodes. These effects increase the absolute value of the velocity of the flow of particles relative to the moving medium, and increase the rate of heat-mass transfer processes. Improving the efficiency of the processes in the proposed apparatus lies in the fact that it is possible to work with lower angles, the speed of rotation of the rotor in comparison with the known apparatus. The studies performed confirm this. A part of the data is presented in Fig. 4 (the dotted line shows the measurement of the dissolution rate coefficient in the known apparatus). Three buoys efficiency, 7-1 (Tm / s (t.A) in a known apparatus, is reached at when sr 130 in the proposed 584. , 5 times. With the same efficiency of the MV, the rotational speed of the rotor in the proposed apparatus is reduced by 30 to 60% less, therefore, the power consumption is reduced by a factor of 3 to 5 compared with the prototype. at the same power consumption), corresponding to the establishment of I and III harmonics of quasi-pure waves The efficiency increase is 40–50%. The curvature of the stator channels increases the mass transfer efficiency by an additional 17–20%. , 25 10 m / s, in the proposed apparatus to 1, m / s (e.g.), i.e. the value of the dissolution rate increases by 44%. The dissolution rate coefficient for the known apparatus and the proposed one is 1.0 -10 and 1.44 10 m / s, respectively, an increase of 43%.

фиг.З SO WO 150 200 (риг. 250 FIG. 3 SO WO 150 200 (rig. 250

Claims

A ROTARY APPARATUS comprising a housing with medium inlet and outlet nozzles, a rotor and a stator concentrically mounted in it with channels in the side walls, a sounding chamber and a drive, characterized in that, in order to increase the efficiency of operation, each stator channel has a curved shape and through it you can draw at least one straight line that does not touch its side walls, while a segment of this straight line, limited by the input and output openings of the channel, is equal to the width of the sounding chamber.

Fig. /