SU1268867A1 - Испарительное сопло - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испарительным соплам. Цель изобретени  - повышение паропроизводительности и упрощение конструкции сопла. Конусы (К) 5 и 6 рассекают струю жидкости. По повер.хности контакта жидкости и стенок участков 3,4 К 5 и 6 начинаетс  вскипание жидкости. Возникают три кольцевых потока: двухфазные квазиравновесные у указанных стенок и однофазный метастабильный между ними. Увеличение периметра контура поперечного сечени  метастабильной струи в зоне К 5 приводит к полному ее разрущению в зоне основани  9 и интенсивному испарению в зоне К 6. В выходном срезе сопла формируетс  однородный двухфазный поток. 1 ил.

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в устройствах для получения пара.

Цель изобретения — повышение паропроизводительности сопла путем повышения степени равновесности процесса вскипания и упрощение конструкции.

На чертеже изображено испарительное сопло, продольный разрез.

Испарительное сопло выполнено в виде соединенных пережимов 1 осесимметричных ¹ соосных конфузора 2 и диффузора, образованного сопряженными в одной плоскости входным 3 коническим и выходным-4 участками. Испарительное сопло снабжено парогенерирующим элементом, выполненным в , виде соосно установленного рассекателя, имеющего форму примыкающих основаниями прямых конусов 5 и 6, вершины 7 и 8 которых расположены соответственно в конфузоре 2 и в выходном участке 4 диффузора. а общее основание 9 расположено в 2 плоскости сопряжения входного и выходного участков 3 и 4 диффузора. Выходной участок 4 диффузора выполнен коническим с углом конусности αι, отличающимся от утла конусности а входного участка 3. Последний образует с конусом 5 кольцевую щель 10.

На чертеже обозначены также углы конусности β и γ конусов 5 ·< 6 парогенерируюнцто элемента, диаметр D последнего и расстояние L общего основания 9 от пере- ₃ жима 1.

Величины a, D, L и β выбираются из условия обеспечения возможно более полного разрушения метастабильной части струи жидкости, в частности величина L составляет не менее десять толщин кольцевой щели К). ₃

Испарительное сопло работает следующим образом.

Вскипающая жидкость движется в конфузоре 2'сопла, где расположена вершина 7 конуса 5. Последний рассекает струю жид- 4 кости, которая далее течет, омывая стенку диффузора сопла и поверхность парогенерирующего элемента в виде сопряженных конусов 5 и 6. По поверхности контакта жидкости и стенок начинается вскипание жидкости, фронт вскипания начинает пере- ⁴ метаться в слой жидкости. Возникает три кольцевых потока: двухфазные квазиравно весные потоки у стенок и однофазный мегастабильный между ними.

Монотонное изменение площади поперечного сечения кольцевой щели 10 по длине сопла вызывает монотонное изменение параметров квазиравцовесного потока.

По мере движения по соплу вследствие прогрессирующего вскипания жидкости и увеличения периметра контура поперечного сечения метастабильной струи, вызванное увеличением диаметра конуса 5, толщина слоя жидкости уменьшается и, достигнув сечения сопла с максимальным диаметром D конуса 5 (зона основания 9), полностью разрушается с образованием мелких капель жидкости.

Далее образовавшаяся однородная двухфазная квазиравновесная струя продолжает двигаться в диффузоре сопла вдоль конуса 6 с уменьшающимся диаметром.

В выходном срезе сопла формируется однородный по поперечному сечению струи двухфазный поток.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает протекание в рабочей среде термодинамических.процессов в условиях, приближающих их к равновесным, что обеспечивает более полный фазовый переход рабочего тела, а следователно, повышается паропроизводительность сопла.

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к энергетике и может быть использовано в устройствах дл  получени  пара. Цель изобретени  - повышение паропроизводительности сопла путем повышени  степени равновесности процесса вскипани  и упрощение конструкции. На чертеже изображено испарительное сопло, продольный разрез. Испарительное сопло выполнено в виде соединенных пережимов 1 осесимметричны.х соосных конфузора 2 и диффузора, образованного сопр женными в одной плоскости входным 3 коническим и выходным-4 участками . Испарительное сопло снабжено паро|-енерирую1Цим элементом, выполненным виде соосно установленного рассекател , имеюпхего форму примыкающих основани ми пр мых конусов 5 и 6, вершины 7 и 8 которых расположены соответственно в конфузоре 2 и в выходном участке 4 диффузора , а общее основание 9 расположено в плоскости сопр жени  входного и выходного участков 3 и 4 диффузора. Выходной участок 4 диффузора выполнен коническим с углом конусности ai, отличающимс  от угла конусности ос входного участка 3. Последний об)а;иет с конусом 5 кольцевую щель 10. На чертеже обозначены также углы конусности PHY конусов 5 6 парогенерируюшсмо элемента, диаметр I) пос.меднего и рассто ние L общего основани  9 от пережима 1. Величины а, D, L и р выбираютс  из услови  обеспечени  возможно более полного разрушени  метастабильной части струи жидкости, в частности величина L составл ет не менее дес ть то.пцин ко,чьце1«)й П1ели И), Испарительное сопло работает следуюП1ИМ образом. Вскипающа  жидкость движетс  в конфузоре 2сопла, где расположена верщина 7 конуса 5. Последний рассекает струю жидкости , котора  далее течет, омыва  стенку диффузора сопла и поверхность парогенерирующего элемента в виде сопр женных конусов 5 и 6. По поверхности контакта жидкости и стенок начинаетс  вскипание жидкости, фронт вскипани  начинает перемещатьс  в слой жидкости. Возникает три кольцевых потока; двухфазные квазиравновесные потоки у стенок и однофазный метастабильный между ними. Монотонное изменение площади поперечного сечени  кольцевой щели 10 по длине сопла вызывает монотонное изменение параметров квазиравновесного потока. По мере движени  по соплу вследствие прогрессирующего вскипани  жидкости и увеличени  периметра контура поперечного сечени  метастабильной струи, вызванное увеличением диаметра конуса 5, толщина сло  жидкости уменьшаетс  и, достигнув сечени  сопла с максимальным диаметром D конуса 5 (зона основани  9), полностью разрушаетс  с образованием мелких капель жидкости. Далее образовавша с  однородна  двухфазна  квазиравновесна  стру  продолжает двигатьс  в диффузоре сопла вдоль конуса 6 с уменьшающимс  диаметром. В выходном срезе сопла формируетс  однородный по поперечному сечению струи двухфазный поток. Предлагаемое техническое решение обеспечивает протекание в рабочей среде термодинамических .процессов в услови х, приближающих их к равновесным, что обеспечивает более полный фазовый переход рабочего тела, а следователно, повыщаетс  паропроизводительность сопла. Формула изобретени  Испарительное сопло, снабженное парогенерирующим элементом и выполненное в виде соединенных пережимов осесимметричных соосных конфузора и диффузора, последний из которых образован сопр женными в одной плоскости входным коническим и выходным участками, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  паропроизводительности и упрощени  его конструкции, парогенерирующий элемент выполнен в виде соосно установленного рассекател , имеющего форму примыкающих основани ми пр мых конусов, верщины которых расположены соответственно в конфузоре и диффузоре, а общее основание расположено в плоскости сопр жени  входного и выходного участков диффузора , причем выходной участок последнего выполнен коническим с углом конусности, отличающимс  от угла конусности входного участка.