SU1510902A1

SU1510902A1 - Apparatus for dispersion of liquid with a gas and their mixing

Info

Publication number: SU1510902A1
Application number: SU874185524A
Authority: SU
Inventors: Виктор Владимирович Калиничев; Михаил Евгеньевич Рудяк
Original assignee: Ленинградский механический институт им.Маршала Советского Союза Устинова Д.Ф.
Priority date: 1987-01-23
Filing date: 1987-01-23
Publication date: 1989-09-30

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению, может быть использовано дл приготовлени аэрозолей с различными цел ми, например дл контактировани диспергирующей и дисперсной фаз при химическом взаимодействии, в частности при горении, и позвол ет создать малогабаритные, экономичные диспергаторы-смесители с интенсивным процессом диспергировани жидкости, малочувствительные к колебанию давлени подачи. Цель изобретени - повышение эффективности смешени . Устройство состоит из смесительной трубы 1 с осевым вводом 2 газа, в стенке которой выполнено отверстие 3, представл ющее жидкостный жиклер и защитное углубление 4 определенных размеров. Отверстие 3 выполнено в углублении. Впрыск жидкости в зону аэродинамической тени, создаваемой защитным углублением, свободное, не ограниченное жесткими стенками, истечение жидкостной струи внутри зоны затенени с последующим, при выходе из тени, резким нагружением силовым воздействием потока приводит к мгновенному разрушению струи. 1 ил., 1 табл.The invention relates to mechanical engineering, can be used for the preparation of aerosols with various purposes, for example for contacting the dispersing and dispersed phases during chemical interaction, in particular during combustion, and allows creating small-sized, economical dispersing-mixers with an intensive process of dispersing a liquid that is not sensitive to feed pressure fluctuation. The purpose of the invention is to increase the mixing efficiency. The device consists of a mixing tube 1 with an axial inlet 2 of gas, in the wall of which a hole 3 is made, representing a liquid jet and a protective recess 4 of a certain size. Hole 3 is made in the recess. The injection of fluid into the aerodynamic shadow zone created by the protective recess, free, not limited to rigid walls, the outflow of the liquid jet inside the shadow zone, followed, when exiting the shadow, by a sudden loading by the force effect of the flow, leads to instantaneous destruction of the jet. 1 ill., 1 tab.

Description

/ /жидк// liquid

сдsd

о ;о о юoh oh oh

Изобретение относитс к машиностроению , может быть использовано дл приготовлени аэрозолей с различными цел ми, например дл контактировани диспергирующей и дисперсной фаз при химическом взаимодействии , в частности при горении.The invention relates to mechanical engineering, can be used for the preparation of aerosols with various purposes, for example for contacting the dispersing and dispersed phases during chemical interaction, in particular during combustion.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности смешени ,The aim of the invention is to increase the mixing efficiency,

На чертеже изображено устройство дл диспергировани жидкости газом и их смешени .The drawing shows a device for dispersing a liquid by gas and mixing them.

Устройство содержит смесительную трубу 1 с осевым вводом 2 газа. В стенке трубы выполнено отверстие 3, представл ющее собой жидкостный жиклер, и углубление 4,The device contains a mixing pipe 1 with an axial input of 2 gas. In the wall of the pipe there is a hole 3, which is a liquid jet, and a recess 4,

существовани благотворно сказываютс на производные от них характеристики процесса: равномерность распределени жидкости в потоке газа, устойчивость работы смесител в большом диапазоне соотношений расходовthe existence of a positive effect on the characteristics of the process derived from them: the uniform distribution of the liquid in the gas stream, the stability of the mixer in a large range of cost ratios

и скоростей газа и жидкости, мелкость дроблени жидкости. and the velocities of gas and liquid, the fineness of crushing the liquid.

В таблице представлены данные, характеризующие вли ние размеров углублени на положительный эффект.The table presents data characterizing the effect of the dimensions of the recess on the positive effect.

10 Таким образом, уменьшение длины зоны затенени менее 1,5 do приводит к исчезновению положительного результата, не обеспечивает эффекта «волнового внедрени жидкости в поток газа, привод щего к10 Thus, reducing the length of the shaded area to less than 1.5 do leads to the disappearance of a positive result, does not provide the effect of "wave incorporation of liquid into the gas flow, leading to

на дне которого и расположен жидкост- 15 мгновенному распаду струи жидкости на кап- ный жиклер. Глубина защитного углублени ли по . выходу из зоны затенени и сподолжна быть равной не менее чем 1,5, а ширина - не менее чем 2 диаметрам жидкостного жиклера, а рассто ние между осью жидкостного жиклера и стенкой защитного углублени со стороны ввода газа должно 20 быть в пределах 0,8-1,0 диаметра жиклера .at the bottom of which the liquid is located, the instantaneous disintegration of a jet of liquid into a droplet jet. Depth of the protective depth of the. the exit from the shaded area and should be not less than 1.5, and the width not less than 2 diameters of the liquid nozzle, and the distance between the axis of the liquid nozzle and the wall of the protective recess from the gas inlet side should be within 0.8- 1.0 diameter of the nozzle.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Диспергирующий газ подаетс в смеси- jc тельную трубу 1 вдоль ее оси (по стрелке U/ ra: ;i), диспсргирусма жидкость подаетс в смесительную трубу через жидкостное отверстие 3 (по стрелке И/жидк.). Истекающа из жиклера жидкость попадает в зону затенени от аэродинамического воздействи зо потока газа, создаваемую защитным углублением 4. При выходе из зоны затенени дро струи попадает под полное силовое воздействие потока движущегос газа.The dispersing gas is supplied to the mixing tube 1 along its axis (along the arrow U / ra:; i), the displacement fluid is fed into the mixing tube through the liquid hole 3 (along the arrow I / Fluid). The liquid flowing out of the jet enters the shaded area from the aerodynamic effect of the gas flow created by the protective recess 4. When leaving the shaded area, the jet core falls under the full force of the moving gas flow.

Скорость движени газа по смесительному каналу может быть в пределах 5-20 м/с; 35 диаметр жидкостного отверсти 2,0 мм; длина зоны затенени 3 мм; давление в смесительном канале 0,8 МПа; диспергируема фаза - вода; диспергирующа фаза - воз- дух.The velocity of the gas through the mixing channel can be in the range of 5-20 m / s; 35 diameter of the liquid orifice 2.0 mm; the length of the shade zone is 3 mm; pressure in the mixing channel 0.8 MPa; dispersible phase - water; dispersing phase - air.

собствующего глубокому распространению капель поперек потока газа, что определ ет отсутствие всех других положительных про влений .which leads to deep propagation of droplets across the gas stream, which determines the absence of all other positive manifestations.

Так при длине зоны затенени /i/do l нарушаетс полезна пр мо пропорциональна зависимость между глубиной внедрени жидкости и значением гидродинамического параметра ф.Thus, with the length of the shading zone (i / do l), the useful direct proportional relationship between the depth of penetration of the liquid and the value of the hydrodynamic parameter f is violated.

Здесь с ростом ср глубина внедрени жидкости в поток уменьшаетс , а абсолютное ее значение даже меньше, чем при впрыске со стенки.Here, with an increase in cp, the depth of penetration of the fluid into the flow decreases, and its absolute value is even smaller than when injected off the wall.

Существенно увеличиваетс длина неразрушенной части струи.The length of the intact part of the jet is significantly increased.

Защитное заглубление глубиной, равное 1 do, сохран ет свое положительное вли ние лишь на коэффициент расхода жидкостного отверсти .The protective depth, equal to 1 do, maintains its positive effect only on the coefficient of discharge of the liquid orifice.

Уход из области значений глубины заDeparture from the depth range for

глублени значительно больше-г 15 неdodepth is much greater - 15 minutes

целесообразен по двум причинам.appropriate for two reasons.

Во-первых, необоснованное отнесение точки впрыска от оси газового каналаFirst, the unjustified assignment of the injection point from the axis of the gas channel

Определ лись границы сплошного дра уменьшает полезную глубину внедрени в струи жидкости с помощью электрокон- поток, во-вторых, ухудшает весогабаритныеThe boundaries of a solid core were determined to reduce the useful depth of penetration into the liquid jets by means of an electrocontact flow, and secondly, it degrades the weight and size

характеристики конструкции.construction characteristics.

Соблюдение соотношени рассто ни отCompliance with the distance ratio

оси отверсти до стенки углублени со стотактных измерении, а также границы проникновени жидкости в поток газа с помошью метода электроискровой фотографии.the axis of the hole to the wall of the cavity with the contact measurement, as well as the boundary of the penetration of the liquid into the gas stream using the method of electric-spark photography.

Наблюдалось мгновенное разрушение дз Р ° а, равного 0,8-1,0 его диа- сплошного дра струи по выходу из зоны метра, необходимо дл обеспечени надеж- затенени и перевод дра жидкости в ка- прикрыти цилиндрического корн пельное состо ние, мину деформационно- струи, волновые стадии.При отнесении оси отверсти далее укаНаблюдаютс и другие положительные занного предела оно будет находитьс в зоне особенности: реализаци такой зависимости 50 глубокого затекани граничного сло между величиной дальнобойности струи жид- газа, что фактически уменьшает длину защи- кости Умакс И значением .гидродинамического параметра впрыска ф, при которой с увеличением ф Умакс также увеличиваетс ; коэффициент истечени ц практически не зависит от ф и достигает значени близко- 55 го к его значению дл истечени в затопленное пространство.An instantaneous destruction of the Dz P ° a, equal to 0.8-1.0 of its continuous jet core at the exit from the meter zone, was observed, which is necessary to ensure reliable shading and transfer of the fluid core to cover the cylindrical root state, mine deformation - jets, wave stages. If the axis of the hole is attributed, further positive other limits are noted, it will be in the area of a particularity: the realization of such a relationship between the 50 deep flow of the boundary layer between the magnitude of the liquid jet enshaet length and protect bones Umaks value .gidrodinamicheskogo injection parameter f, where f with increasing Umaks also increases; the expiration coefficient η is practically independent of φ and reaches a value close to 55 to its value for expiration into the submerged space.

Увеличение глубины внедрени жидкости и благопри тные преобразовани формы ееIncreasing the depth of fluid incorporation and favorable transformations of its shape

щенного участка сируи и как следствие, приводит к исчезновению положительного эффекта.sirui of the putamenous region and, as a result, leads to the disappearance of the positive effect.

Claims

Invention Formula

Apparatus for dispersing a liquid by gas and mixing them, comprising a mixing tube with an opening in the wall

the existence of a positive effect on the characteristics of the process derived from them: the uniform distribution of the liquid in the gas stream, the stability of the mixer in a large range of cost ratios

and the velocities of gas and liquid, the fineness of crushing the liquid.

The table presents data characterizing the effect of the dimensions of the recess on the positive effect.

Thus, reducing the length of the shade zone to less than 1.5 do leads to the disappearance of a positive result, does not provide the effect of "wave incorporation of liquid into the gas flow, which leads to

instant disintegration of a jet of liquid in drops. leaving a shaded area and contributing to the deep propagation of droplets across the gas stream, which determines the absence of all other positive manifestations.

Thus, with the length of the shading zone (i / do l), the useful direct proportional relationship between the depth of penetration of the liquid and the value of the hydrodynamic parameter f is violated.

Here, with an increase in cp, the depth of penetration of the fluid into the flow decreases, and its absolute value is even smaller than when injected off the wall.

The length of the intact part of the jet is significantly increased.

The protective depth, equal to 1 do, maintains its positive effect only on the coefficient of discharge of the liquid orifice.

Departure from the depth range for

depth is much greater - 15 minutes

the axis of the hole to the wall of the recess with the Stokes limit, it will be in the zone of deep leakage of the boundary layer of gas, which actually reduces the length of the protective

sirui of the putamenous region and, as a result, leads to the disappearance of the positive effect.

Invention Formula

for introducing a jet of liquid and axial gas inlet, characterized in that, in order to increase the mixing efficiency, a recess is made on the inner wall of the mixing tube, its depth is at least 1.5, and the width of at least 2 diameters of the opening for introducing a jet of liquid, the opening for introducing a jet of liquid is made in the recess, and the distance from the axis of the opening to the wall of the recess on the side of the gas inlet is 0.8-1.0 of its diameter.

0,266,2

0,35,56,3

0,45,07,2

0.64.28.5

0.2112.4

0.3102.2

0.4582.1

0.65.82.0

0.20,840.84

0, 30.8350,835

0.40,830.83

0,60,830,83