SU1199285A1 - Пневматическа форсунка - Google Patents

Abstract

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА , содержаща  корпус с газовым и жидкостным коллекторами и патрубками подачи газа и жидкости, размещенный в корпусе /2 пористый вкладыш с коническим сужающимс  по ходу потока каналом и установленный в канале шнековый завихритель, образующий с внутренними стенками вкладыща спиральные каналы дл  подачи жидкости , отличающа с  тем, что, с целью повыщени  экономичности процесса распыливани  путем уменьшени  затрат энергии на подачу сжатого газа и увеличени  плотности капельной среды, отношение диаметров входной и выходной частей шнекового завихрител  выбрано равным 1,2-2,0, а отношение диаметра выходной части завихрител  к минимальному диаметру конического сужающегос  канала составл ет 2-5. СЛ /У ;о со ю 00 СП t4

Description

Изобретение относится к технике распиливания жидкостей и предназначено для получения двухфазных потоков с высоким объемным содержанием жидкости, например в химических реакторах.

Цель изобретения — повышение экономичности процесса распиливания путем уменьшения затрат энергии на подачу сжатого газа и увеличение плотности капельной среды.

На чертеже изображена пневматическая форсунка, продольный разрез.

Пневматическая форсунка содержит корпус 1 с газовым и жидкостным коллекторами 2 и 3 соответственно и патрубками 4 и 5 подачи газа и жидкости, размещенный в корпусе 1 пористый проницаемый для газа вкладыш 6 с коническим осевым сужающимся по ходу потока каналом 7 и утолщающимися стенками и установленный в канале шнековый завихритель 8 с выполненными на его поверхности многозаходными спиральными канавками 9, образующий с внутренними стенками вкладыша 6 спиральные каналы 10 для подачи жидкости с уменьшающимся по ходу потока радиусом кривизны.

Вкладыш 6 закреплен в корпусе 1 с помощью патрубка 5 для подачи жидкости, законтренного гайкой 11 и контршайбой 12, и уплотнен прокладками 13 и 14.

Для получения факела распыливания с заданным углом выходной участок канала 7 может быть выполнен расширяющимся, со степенью раскрытия Ц_с/Р_МИн не превышающей 2,0.

Отношение диаметров входной и выходной частей шнекового завихрителя 8 составляет 1,2—2,0, а отношение диаметра выходной части завихрителя 8 к минимальному диаметру конического сужающегося канала 7—2—5.

Пневматическая форсунка работает следующим образом.

При подаче жидкости в патрубок 5 она поступает через коллектор 3 к завихрителю 8, закручивается в его спиральных каналах 10, образует вихревое течение в осевом канале 7 и истекает с его кромки в виде тонкой кольцевой пелены. При подаче сжатого газа через патрубок 4 в газовый коллектор 2 он просачивается через поры вкладыша 6 и выделяется в виде мелких пузырьков в жидкостном потоке в спиральных каналах 10 вкладыша бив вихревом жидкостном потоке в осевом канале 7, нарушая сплошность течения жидкостных потоков. Ввиду уменьшающегося по ходу жидкостного потока радиуса г кривизны спиральных каналов 10 скорость движения жидкости в них Wu в соответствии с законом постоянства циркуляции Wur = = const увеличивается, что согласно уравнению Бернулли =const вызывает в них понижение давления. Эти участки спиральных каналов 10 интенсивно насыщаются сжатым газом, скорость которого вследствие падения при этом его среднемассовой плотности еще более возрастает сог10 ласно выражению W = y дрср , где ДРср— перепад давления;

JP — плотность.

Просачивающийся через пористые стенки вкладыша 6 в его осевой канал 7 газ ₍₅ образует на периферии вращающегося в нем жидкостного вихря слой мелких газовых пузырьков, который существенно снижает трение жидкости о стенки канала 7. Отрываясь от стенки, пузырьки частично просачиваются через слой вращающейся 20 жидкости в поле центробежных сил и схлопываются на внутренней поверхности жидкостного вихря, образуя в газе мельчайшие капли размером 1,5—2 мкм.

Оставшиеся в слое жидкости пузырьки, двигаясь с потоком жидкости, измельчаются в градиентном вихревом потоке и истекают вместе с ней в пространство, существенно повышая дисперсность ее распыливания за счет нарушения сплошности жидкостного потока. Экспериментальные исследова30 ния предлагаемой форсунки показали, что при увеличении давления газового потока выше давления жидкости и соблюдении указанных соотношений между диаметрами входа и выхода завихрителя 8, а также диаметрами выхода завихрителя 8 и мини35 мальным диаметром осевого отверстия пористого вкладыша 6, в канале 7 вкладыша 6 реализуется режим течения жидкости на «Воздушной подушке», когда жидкость отделена от стенок вкладыша 6 слоем газа. Этот режим характеризуется минимальными вязкостными потерями и обеспечивает при прочих равных условиях наибольшую дисперсность распыливания.

Дальнейшее повышение давления газа вызывает появление процессирующих 45 автоколебаний факела распыливания, сопровождающихся генерированием звука на частоте 800—2500 Гц в зависимости от размеров форсунки и резким повышением равномерности орошения и дисперсности распыливания. Возникновение автоколеба⁵⁰ тельного процесса повышает КПД использования потенциальной энергии газового и жидкостного потоков для диспергирования жидкости. Расход газа при этом из-за малой проницаемости пористого вкладыша не превышает 0.12% от расхода жидкости.

ВНИИПИ Заказ 7752/4 Филиал ППП «Патент», г.

Тираж 688 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4

Claims (1)

1. ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА, содержащая корпус с газовым и жидкостным коллекторами и патрубками подачи газа и жидкости, размещенный в корпусе пористый вкладыш с коническим сужающимся по ходу потока каналом и установленный в канале шнековый завихритель, образующий с внутренними стенками вкладыша спиральные каналы для подачи жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности процесса распыливания путем уменьшения затрат энергии на подачу сжатого газа и увеличения плотности капельной среды, отношение диаметров входной и выходной частей шнекового завихрителя выбрано равным 1,2—2,0, а отношение диаметра выходной части завихрителя к минимальному диаметру конического сужающегося канала составляет 2—5.

   со со ю

   QO СП