SU1287928A1 - Cavitation mixer - Google Patents
Cavitation mixer Download PDFInfo
- Publication number
- SU1287928A1 SU1287928A1 SU843835656A SU3835656A SU1287928A1 SU 1287928 A1 SU1287928 A1 SU 1287928A1 SU 843835656 A SU843835656 A SU 843835656A SU 3835656 A SU3835656 A SU 3835656A SU 1287928 A1 SU1287928 A1 SU 1287928A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- row
- fairings
- rows
- cavitation
- section
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
- B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
- B01F25/434—Mixing tubes comprising cylindrical or conical inserts provided with grooves or protrusions
Abstract
Изобретение относитс к устройствам дл перемешивани и позвол ет снизить энергозатраты, а также повысить качество готового продукта. Смеситель выполнен в виде цилиндрического корпуса 1, в котором р дами размещены обтекатели в форме усеченных конусов, закрепленных большими основани ми по периметру корпуса и направленных радиально. При этом площадь свободного сечени oJ; в каждом последующем р ду i увеличиваетс по закону aJ iJ 1°. , где - шю- даль свободного сечени в первом р ду . При этом в первом р ду отношение рассто ни между средними поперечными сечени ми обтекателей а к среднему диаметру обтекател равно 0,4-0,6, во втором р ду - 0,8- 1,2, в последующем р ду - 0,9-1,2. Данные интервалы выбраны из услови создани в потоке кавитации максимальной интенсивности зар дами обтекателей и минимальных затрат мощности на смесеобразование. Кроме того, во втором р ду следует Устанавливать обтекатели с рифленой поверхностью, а в последнем р ду - обтекатели с поперечным сечением эллиптической формы, имеющие возможность поворота вокруг своих осей. Высота обтекателей равна их среднему диаметру, рассто ние между р дами обтекателей равi (Л но 10-15d, 2 3.п. ф-лы, 2 ил. фиг. 1The invention relates to devices for mixing and reduces energy consumption, as well as improves the quality of the finished product. The mixer is made in the form of a cylindrical body 1, in which fairings in the form of truncated cones, fixed by large bases along the perimeter of the body and directed radially, are arranged in rows. At the same time, the free section area oJ; in each subsequent row i is increased by the law aJ iJ 1 &. where is the size of the free section in the first row. In this case, in the first row, the ratio of the distances between the average cross sections of the fairings a to the average diameter of the fairing is 0.4-0.6, in the second row - 0.8-1.2, in the subsequent row - 0.9 -1,2. These intervals are chosen from the condition of creating in the cavitation flow the maximum intensity of charge of the fairings and the minimum power consumption for the mixture formation. In addition, in the second row should be installed fairings with a corrugated surface, and in the last row - fairings with a cross-section of elliptical shape, having the ability to rotate around their axes. The height of the fairings is equal to their average diameter, the distance between the rows of fairings is equal to (L but 10-15d, 2 3.pf files, 2 figure. Fig. 1
Description
Изобретение относитс к устройствам дл переме0 ивани и может быть :использовано в химической, пищевой, машиностроительной и других отрасл х промьшшенности.The invention relates to devices for mixing and can be: used in the chemical, food, engineering and other industrial sectors.
Цель изобретени - снижение энергозатрат и повышение качества готового продукта.The purpose of the invention is to reduce energy consumption and improve the quality of the finished product.
На фиг. 1 изображен смеситель, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг о 1.FIG. 1 shows a mixer, cut; in fig. 2 is a section A-A in FIG. 1.
Смеситель содержит цилиндрический корпус 1 с отверстием 2 дл подвода компонентов и отверстием 3 дл отвогде D - диаметр окружности втулки 7; d - диаметр окружности центрального обтекател 8; и)ц- площадь проекции обтекател на плоскость, перпендикул рную скорости потока; п - число обтекателей в р ду. Были определены оптимальные площада среды, обтекатели 4-6, размещен- f5 д свободных сечений р дов обтекате- ные в корпусе р дами перпендикул рно ей и отношени площадей свободных его продольной оси.The mixer comprises a cylindrical housing 1 with an opening 2 for supplying components and an opening 3 for taking D - the circumference of the sleeve 7; d is the diameter of the center of the radome 8; i) c is the area of the projection of the fairing on the plane perpendicular to the flow velocity; n is the number of fairings in the row. Optimal areas of the medium, fairings 4–6, f5 d free sections of rows wrapped around the body in rows perpendicular to it and the ratio of free areas of its longitudinal axis were determined.
сечений последующих р дов к площади свободного сечени первого р да. Например , при трехр дной системе обтекателей u),, 1,46-1,48; иО./u)1,80- 1,85; 1,22-1,27.sections of the subsequent rows to the area of the free section of the first row. For example, with a three-way system of fairings u), 1.46-1.48; uO. (u) 1.80-1.85; 1.22-1.27.
Обтекатели выполнены в форме усеченных конусов, размещенных в каждом р ду радиально, и закрепленных большими основани ми по периметру корпуса во втулке 7, а меньшими основани ми - по периметру центрального обтеНа основании обработки опытных данных отношений площадей свободныхThe radomes are made in the form of truncated cones placed radially in each row and fixed with large bases along the perimeter of the body in sleeve 7, and smaller bases around the perimeter of the central area based on the processing of experimental data on the ratios of free areas.
кател 8. Такое выполнение и располо- сечений последующих р дов ul к пло- жение обтекателей необходимо, что бы щдди сжатого сечени первого р даCable 8. This embodiment and the location of the subsequent rows of ul to the position of the fairing is necessary so that the compressed section of the first row
получить между ними щели дл прохода жидкости по форме, близкой к пр моугольной , с сохранением по высоте щели примерно одинакового оптимального отношени рассто ни между средними поперечными сечени ми обтекателей к среднему диаметру обтекател d - a/d.to obtain between them a slit for the passage of fluid in a shape that is close to rectangular, while maintaining along the slit height approximately the same optimal ratio of the distance between the middle cross sections of the fairing to the average diameter of the fairing d - a / d.
30thirty
методом наименьших квадратов был получен закон увеличени площадей свободных сечений последующих р дов в видеthe least squares method was used to obtain the law of increasing the areas of free sections of subsequent rows in the form of
uJ;uJ;
.0,557 0.5,1.0,557 0.5,1
При этом выдерживаютс оптималь-- ные величины отношени рассто ни между обтекател ми в среднем их поср . Это позвол ет создавать зоны кавитации высокой интенсивности по всей высоте за щел ми и обтекател ми 35 перечном сечении к среднему диаметру и равномерно подвергать обрабатывае- обтекател , в первом р ду At the same time, the optimum ratios of the distance between the fairings are maintained on average. This allows you to create cavitation zones of high intensity over the entire height behind the gaps and skirt 35 with a cross-section to the average diameter and evenly treat the flap in the first row
равно 0,4-0,6; во второму р ду 0,8мый поток кавитационному воздействию, что в конечном итоге приводит к увеличению степени диспергировани и уменьшению удельных энергозатрат на смесеобразование„equal to 0.4-0.6; in the second row, the 0.8mW flow is a cavitation effect, which ultimately leads to an increase in the degree of dispersion and a decrease in the specific energy consumption for mixture formation “
При этом площадь свободного сечени и)- в каждом р ду i по ходу пото .0,557At the same time, the free section area u) is in each row of the i along the flow .0.557
ка увеличиваетс по закону а), ; i где bOj- ппощадь свободного сечени в первом р ду.ka increases according to the law a),; i where bOj is the area of the free section in the first row.
Если свободное сечение последующих р дов не увеличивать, то кавитаци будет создаватьс только за последним р дом обтекателей из-за того, ,что последующие р ды, создава большое противодавление, будут уничтожать кавитацию за предьвдущими р дами,If the free section of subsequent rows is not increased, then cavitation will be created only after the last row of fairings due to the fact that the subsequent rows, creating a large back pressure, will destroy the cavitation behind the preceding rows,
1,2; в последнем р ду 0,9-1,2. Кроме того, обтекатели 5 во второму р 40 ДУ имеют рифленую поверхность, а в последнем р ду обтекатели 6 выполнены с поперечным сечением эллиптической формы и установлены с возможностью поворота вокруг своих осей. 45 Высота обтекателей равна их среднему диаметру, а рассто ние между р дами обтекателей равно 10-15dj,p.1.2; in the last row is 0.9-1.2. In addition, the fairings 5 in the second p 40 DU have a corrugated surface, and in the last row, the fairings 6 are made with an elliptical cross-section and are installed with the possibility of rotation around their axes. 45 The height of the fairing is equal to their average diameter, and the distance between the rows of fairing is 10-15dj, p.
Интервалы отношени выбраны из услови создани в потоке кавита50 ции максимальной интенсивности за р дами обтекателей и минимальных за- |трат мощности на смесеобразование.Ratio intervals are selected from the conditions for the creation of maximum intensity in a flow of cavitation for a series of fairings and the minimum expenditure of power for mixing.
Во втором и последующих р дах необходимо устанавливать обтекателиIn the second and subsequent rows, you must install fairings.
Закон изменени (увеличени ) пло- 55 рифленой поверхностью с a/d, щадей свободных сечений последующих 0,8-1,2, так как они создают меньр дов обтекателей был установлен экс-шее противодавление. Это позвол етThe law of change (increase) of the rippled surface with a / d, free-section springs of the subsequent 0.8-1.2, as they create short-running fairings, was established an ex-neck pressure. This allows
периментальным путем при различныхсоздавать и сохран ть за первым р количествах обтекателей р да. Дп ,дом кавитацию высокой интенсивности.perimetally at various times, to create and maintain the first p quantities of fairings in a row. Dp, house high intensity cavitation.
диаметров d. 1U мм давление перед первым р дом обтекателей измен лось до 0,8 МПа. Площади с;вободных сечений ii), р дов определ лись какdiameters d. The 1U mm pressure before the first row of fairings changed to 0.8 MPa. Areas c; free sections ii), rows are defined as
xJ; и) (D2-d2) - иО п,xJ; and) (D2-d2) - Io p,
где D - диаметр окружности втулки 7; d - диаметр окружности центрального обтекател 8; и)ц- площадь проекции обтекател на плоскость, перпендикул рную скорости потока; п - число обтекателей в р ду. Были определены оптимальные площад свободных сечений р дов обтекате- ей и отношени площадей свободных where D is the diameter of the sleeve 7; d is the diameter of the center of the radome 8; i) c is the area of the projection of the fairing on the plane perpendicular to the flow velocity; n is the number of fairings in the row. The optimal areas of free sections of the series around the fairing and the ratio of the areas of free
д свободных сечений р дов обтекате- ей и отношени площадей свободных g of free sections of rows of a fairing and ratio of free areas
сечений последующих р дов к площади свободного сечени первого р да. Например , при трехр дной системе обтекателей u),, 1,46-1,48; иО./u)1,80- 1,85; 1,22-1,27.sections of the subsequent rows to the area of the free section of the first row. For example, with a three-way system of fairings u), 1.46-1.48; uO. (u) 1.80-1.85; 1.22-1.27.
На основании обработки опытных данных отношений площадей свободныхBased on the processing of experimental data on the ratio of free areas
сечений последующих р дов ul к пло- щдди сжатого сечени первого р даsections of the subsequent ul rows to the area of the compressed cross section of the first row
методом наименьших квадратов был получен закон увеличени площадей свободных сечений последующих р дов в видеthe least squares method was used to obtain the law of increasing the areas of free sections of subsequent rows in the form of
uJ;uJ;
.0,557 0.5,1.0,557 0.5,1
При этом выдерживаютс оптималь-- ные величины отношени рассто ни между обтекател ми в среднем их поперечном сечении к среднему диаметру обтекател , в первом р ду At the same time, optimal ratios of the distance between the fairings in their average cross section to the average diameter of the fairing are maintained; in the first row
1,2; в последнем р ду 0,9-1,2. Кроме того, обтекатели 5 во второму р ДУ имеют рифленую поверхность, а в последнем р ду обтекатели 6 выполнены с поперечным сечением эллиптической формы и установлены с возможностью поворота вокруг своих осей. Высота обтекателей равна их среднему диаметру, а рассто ние между р дами обтекателей равно 10-15dj,p.1.2; in the last row is 0.9-1.2. In addition, the fairings 5 in the second p DU have a corrugated surface, and in the last row, the fairings 6 are made with an elliptical cross-section and are installed with the possibility of rotation around their axes. The height of the fairing is equal to their average diameter, and the distance between the rows of fairing is 10-15dj, p.
Интервалы отношени выбраны из услови создани в потоке кавитации максимальной интенсивности за р дами обтекателей и минимальных за- |трат мощности на смесеобразование.The ratio intervals are selected from the conditions for the creation of maximum intensity in a cavitation flow behind rows of fairings and minimum power consumption for mixing.
Во втором и последующих р дах необходимо устанавливать обтекателиIn the second and subsequent rows, you must install fairings.
Кроме того, обтекатели с рифленой поверхностью при отношении , равном 0,8-1,2; создают в потоке кавитации большой интенсивности при малых затратах энергии, и интенсивность кавитации за вторым р дом обтекателей не ниже чем за первым р дом , несмотр на некоторое понижение скорости потока из-за увеличени сечени .In addition, the fairings with a grooved surface with a ratio equal to 0.8-1.2; high intensity cavitation is created in the cavitation flow at low energy costs, and the cavitation intensity behind the second row of fairings is not lower than the first row, despite a slight decrease in the flow velocity due to the increase in cross section.
Высота обтекател h оказывает вли ние на форму отрывающихс каверн При h/d;,,0 каверны имеют более правильную, близкую к сферической форму и при схлопывании отдают пото- ку большую энергию.When the h / d; ,, 0 cavity, the cavities have a more regular, close to spherical shape and give more energy to the flow when collapsing.
Таким образом, минимум удельных энергозатрат получаетс при высоте обтекателей, равной их среднему диаметру ,0.Thus, the minimum energy consumption is obtained at a fairing height equal to their average diameter, 0.
Указанньй интервал отношени рассто ни между р дами к среднему диаметру обтекател обусловлен следующим .The indicated spacing of the distance between the rows to the average diameter of the fairing is due to the following.
На интенсивность кавитации вли ет нестационарность процесса кавитации. При увеличении длины зоны кавитации уменьшаетс нестационарность процесса образовани и захлопывани кави- тационных каверн, т.е. уменьшаетс интенсивность кавитации. Как показывают наши исследовани , при длинах зоны кавитации больше 10 диаметров обтекател интенсивность кавитации практически равна нулю. Поэтому во избежание увеличени размеров смесител рассто ни между р дами обтекателей не следует брать больше 10-15 их средних диаметров.The nonstationarity of the cavitation process affects the intensity of cavitation. With an increase in the length of the cavitation zone, the nonstationarity of the process of formation and collapse of cavitation cavities decreases, i.e. cavitation intensity is reduced. As shown by our research, when the cavitation zone lengths are more than 10 diameters of the spinner, the cavitation intensity is almost zero. Therefore, in order to avoid an increase in the size of the mixer, the distances between the rows of fairings should not be taken more than 10-15 of their average diameters.
В последнем р ду обтекатели выпол-40 также минимальными. Кроме того, сунены с поперечным сечением эллиптической формы и установлены с возможностью поворота вокруг своих осей. Обтекатели -фиксируютс в определенном положении с помощью гаек 9, под- жимающих герметирующие прокладки Ш. Такое выполнение дает возможность регулировани длины зоны кавитации, измен величину свободного сечени в р ду.In the last row, the dowel finder-40 is also minimal. In addition, Sunni with a cross section of elliptical shape and installed with the ability to rotate around their axes. The fairings are fixed in a certain position with the help of nuts 9 supporting the sealing gaskets W. Such an embodiment makes it possible to control the length of the cavitation zone by changing the value of the free section in the row.
Кавитационный смеситель работает следующим образом.Cavitation mixer works as follows.
В корпус 1 под давлением подаютс смешиваемые компоненты. При обтекании обтекателей 4 со скоростью выше критической создаетс перва зона кавитации , при обтекании обтекателей 5 втора зона кавитации и при обтекании обтекателей 6 - треть зона кави-Mixed components are supplied to the housing 1 under pressure. When the fairing 4 is wrapped at a speed higher than the critical one, the first cavitation zone is created, when the fairing 5 is wrapped around the second cavitation zone, and when the fairing 6 is wrapped around the third cavitation zone
гоgo
15 15
7928479284
тации. Таким образом, весь поток обрабатываемой жидкости подвергаетс многократно интенсивному кавитацион- ному воздействию.tation. Thus, the entire flow of the treated liquid is subjected to multiple intensive cavitation effects.
При кавитации в микрообъемах жидкости происходит схлопывание каверн, в результате чего возникают местные ударные давлени до 10 МПа, кумул тивные микроструйки со скоростью 250- 300 м/с, дроб щие каверны на части, которые оказывают перемешивающее, диспергирующее действие на обрабатываемую среду, и, таким образом, создаютс услови дл более тонкого и качественного перемешивани - дроблени частиц смеси. Дл возникновени и поддержани необходимых длин зоны кавитации за каждым р дом возбудителей площади свободного сечени между обтекател ми от р да к р ду должны увеличиватьс . Кроме того, третий р д обтекателей регулирует длину зоны кавитации за первым и вторым путем поворота их на угол О - 90. При этом свободное сечение этого р да измен етс , например, от минимального до максимального значени , а противодавление за 1-ми 2-м р дом - от максимального до минимального значени , что ведет к изменению длины зоны кавитации от минимального до максимального значени .During cavitation in the microvolumes of the liquid, the cavities collapse, as a result of which local shock pressures of up to 10 MPa arise, cumulative micro-jets with a speed of 250-300 m / s, crushing cavities into parts that have a mixing, dispersing effect on the medium being treated, and thus, conditions are created for more subtle and high-quality mixing — crushing the particles of the mixture. For the occurrence and maintenance of the necessary lengths of the cavitation zone behind each series of pathogens, the free cross-section areas between the fairings from row to row must be increased. In addition, the third row of fairings adjusts the length of the cavitation zone behind the first and second paths by turning them to an angle O - 90. At the same time, the free cross section of this row changes, for example, from minimum to maximum value, and back pressure after 1 2 Nearly from the maximum to the minimum value, which leads to a change in the length of the cavitation zone from the minimum to maximum value.
Затраты мощности потока, определ емой как произведение давлени на расход жидкрсти на создание высокоинтенсивной кавитации в данном устройстве, минимальны. Следовательно, удельные энергетические затраты на смешение потока - получение эмульсии будутThe cost of the flow rate, defined as the product of the pressure to the flow rate of the liquid to create high-intensity cavitation in this device, is minimal. Consequently, the specific energy cost of mixing the flow - the emulsion will be
щественно повышаетс степень диспергировани , т.е. качество продукта.the degree of dispersion increases substantially, i.e. product quality.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU843835656A SU1287928A1 (en) | 1984-12-29 | 1984-12-29 | Cavitation mixer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU843835656A SU1287928A1 (en) | 1984-12-29 | 1984-12-29 | Cavitation mixer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1287928A1 true SU1287928A1 (en) | 1987-02-07 |
Family
ID=21155495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU843835656A SU1287928A1 (en) | 1984-12-29 | 1984-12-29 | Cavitation mixer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1287928A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0879363A4 (en) * | 1996-02-15 | 1999-05-06 | Oleg Vyacheslavovich Kozyuk | Method and device for obtaining a free disperse system in liquid |
-
1984
- 1984-12-29 SU SU843835656A patent/SU1287928A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 618528, кл. В 01 F 5/06. 1970. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0879363A4 (en) * | 1996-02-15 | 1999-05-06 | Oleg Vyacheslavovich Kozyuk | Method and device for obtaining a free disperse system in liquid |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5492654A (en) | Method of obtaining free disperse system and device for effecting same | |
| US5004484A (en) | Air stripping of liquids using high intensity turbulent mixer | |
| US4810268A (en) | Apparatus and method of washing air | |
| CA2320450A1 (en) | Method and apparatus of producing liquid disperse systems in liquid | |
| KR850001028A (en) | Cylindrical inserts for spray nozzles of biphasic substances | |
| US8753505B2 (en) | Liquid treatment apparatus and method for using same | |
| SU1287928A1 (en) | Cavitation mixer | |
| US3825233A (en) | Carbon black pelleter | |
| US20010002073A1 (en) | Method of and apparatus for producing sub-micron bubbles in liquids, slurries, and sludges | |
| CN218742587U (en) | Steam nozzle for reaction kettle and reaction kettle comprising same | |
| EP0232461B1 (en) | High mixing carbon black reactor | |
| RU2659413C1 (en) | Dispersed materials drying device | |
| SU1087150A1 (en) | Apparatus for petroleum dehydration and deminiralization | |
| CN216403928U (en) | Reciprocating tubular flocculation device | |
| SU1214124A1 (en) | Reaction apparatus | |
| SU1330441A1 (en) | Method of heat-mass exchange | |
| SU1283483A1 (en) | Hopper for socket pipes to pipe-laying machine | |
| SU1574257A1 (en) | Mixing device for installation for demineralization of petroleum | |
| SU1666205A1 (en) | Air spray nozzle | |
| SU1243793A1 (en) | Cavitation dispenser | |
| SU1317244A1 (en) | Device for mixing air flows | |
| US6322054B1 (en) | Sprinkling apparatus for cooling tower | |
| SU1224345A1 (en) | Device for cooling articles | |
| US3626667A (en) | Scrubbing method and apparatus | |
| RU2092236C1 (en) | Static mixer |