SU1551400A1 - Эжекционна труба Вентури - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к мокрой очистке газов и может быть использовано в металлургической, химической и других отрасл х промышленности. С целью повышени  эффективности пылеулавливани  за счет повышени  степени распылени  жидкости и увеличени  скорости парожидкостного потока, предложено сопло Лавал  /СЛ/ 2 снабдить разгонным насадком /РН/ 10 с углом раскрыти  5-7° и длиной, равной 5-7 диаметрам меньшего сечени  РН, который установлен коаксиально СЛ с зазором от него, равным 0,07-0,1 выходного диаметра СЛ, торец PH, обращенный к СЛ, выполнен в виде конусного отражател  12, образующа  поверхности которого размещена под углом 85-95° к оси СЛ, а каналы 9 дл  подачи балластирующей жидкости выполнены под углом 15-20° к образующей поверхности отражател . Таким образом, достигаетс  получение тонких пленок жидкости из-за удара последней о поверхность отражател  и последующий разгон и высокодисперсное дробление жидкости в сопле Лавал . 5 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к области мокрой очистки газов и может быть использовано в металлургической, химической и других отрасл х промышленности.

Цель изобретени  - повышение эффективности пылеулавливани  за счет повышени  степени распылени  жидкости и уве личени  скорости парожидкостного потока.

На фиг. 1 показана эжекционна  труба Вентури, общий вид; на фиг. 2 - схематичзапыленные газы через приемную кзмеру 1 в камеру 3 смешени , где происходит их очистка диспергированной жидкостью.

Благодар  тому, что сопло Лавал  снабжено коаксиально установленным к нему расширительным насадком 10 с углом раскрыти  5-7°, обеспечиваетс  продолжение плавного в нем расширени  паровой струи, без потерь ее энергии, что спос -б- ствует наиболее полному использованию этой

но устройство дл  распылени  жидкости; 10 энергии на разгон и дробление жидкости,

на фиг. 3-5 - варианты выполнени  устройства.

Эжекционна  труба Вентури имеет приемную камеру 1, внутри которой установа значит, на улучшение показателей пылеулавливани  и работы эжекционной трубы Вентури. Увеличение угла раскрыти  (более 7°) приводит к увеличению потерь

лено сопло-Лавал  2, и камеру 3 смешени .15 энергии. Уменьшение же угла раскры- Сопло Лавал  2 имеет магистраль 4 дл ти  (менее 5°) вызывает повышенные по- подачи пара со сверхкритическим давлениемтери энергии паровой струи на входе в на- и выполнено в виде конфузора 5, горловойсадок. Кроме того, при уменьшении угла рае- части 6 и диффузора 7. Последний по на-крыти  необходимо удлинить насадок дл  ружной поверхности снабжен кольцевым кол-сохранени  выходного диаметра, что приво- лектором 8, который имеет каналы 9 дл 20 дит к необоснованному увеличению габа- подачи балластирующей жидкости. Соплоритов устройства. Таким образом, наи- Лавал  2 снабжено расширительным на-более оптимальные пределы угла раскрыти  садком 10 с углом раскрыти  5-7° и длиной,расширительного насадка (5-7°) позвол ют равной 5-7 диаметрам меньшего сечени наиболее рационально использовать энер- насадка 10, который установлен соосно соп-25 гию рабочего тела и тем самым повысить

30

40

лу 2 с,зазором 11 от его диффузора 7. Зазор 11 должен быть равен 0,07-0,1 выходного диаметра диффузора 7. Торец расширительного насадка 10, обращенный к диффузору 7, выполнен в виде отражател  12, образующа  поверхности которого наклонена под углом 85-95° к оси сопла 2, а каналы 9 дл  подачи балластирующей жидкости расположены под углом 15-20° к образующей поверхности отражател  12.

Эжекционна  труба Вентури работает следующим образом.

К соплу Лавал  2 по магистрали 4 подвод т пар под давлением 60-65 ати, а в коллектор 8 - балластирующую жидкость под давлением 4 ати. При этом стру  пара, проход  через конфузор 5, горловую часть 6 сопла 2, начинает расшир тьс  в диффузоре 7 и к выходному его сечению набирает максимальную скорость и расшир етс  до давлени , равного давлению окружающей среды (1 ати). Балластирующа  жидкость выходит компактной струей через каналы 45 9, установленные таким образом к поверхности отражател  12, что стру , удар  сь о плоскость отражател  12, разбиваетс  на тонкие пленки, которые сход т с отражател  12 перпендикул рно оси сопла в расширенную струю пара через зазор 11. Баллас- 50 тирующую жидкость ввод т в струю пара перпендикул рно его оси и со скоростью 25-30 м/с, чтобы обеспечить смыкание ее по всему сечению расширительного насадка 10 и наиболее равномерное ее распределение по этому сечению. Затем высокодис- 55 персна  смесь из сопла Лавал  2 попадает с большой скоростью в камеру 3 смешени , создает эжектирующий эффект и засасывает

разгон и дробление балластирующей жидкости .

Длина расширительного насадка выбираетс  из услови  необходимости полного перекрыти  сечени  расширительного насадка капл ми жидкости при наиболее рациональном использовании энергии рабочего тела Оптимальными пределами длины насадка  вл етс  длина, равна  5-7 диаметрам меньшего сечени  насадка. Уменьшение длины насадка (менее 5 диамет- 35 ров его меньшего сечени ) приводит к нарушению равномерности распределени  жидкости по сечению насадка. Капли не успевают сомкнутьс  в пределах насадка, что и нарушит их равномерное распределение, а следовательно, сниз тс  скорости разгона и дисперсность, что ухудшит пылеулавливание . Увеличение же длины насадка (более 7 диаметров меньшего сечени  насадка ) приводит к неоправданному увеличению потерь энергии струи на трение о стенки насадка.

Насадок должен быть об зательно установлен с зазором к соплу Лавал , причем зазор этот должен быть равен 0,07-0,1 выходного сечени  диффузора сопла. Этот признак взаимосв зан с признаком наличи  на торце расширительного насадка отражател . Именно на отражатель падают струи воды, которые разбиваютс  и через зазор попадают в паровую струю. Только разбива  компактную сгрую об плоскость отражател  можно получить тонкие пленки воды (капли продолговатой плоской формы), которые оказывают струе пара большее лобовое сопротивление, чем обычна  капл  или компактна  стру . Это позвол ет наизапыленные газы через приемную кзмеру 1 в камеру 3 смешени , где происходит их очистка диспергированной жидкостью.

Благодар  тому, что сопло Лавал  снабжено коаксиально установленным к нему расширительным насадком 10 с углом раскрыти  5-7°, обеспечиваетс  продолжение плавного в нем расширени  паровой струи, без потерь ее энергии, что спос -б- ствует наиболее полному использованию этой

энергии на разгон и дробление жидкости,

а значит, на улучшение показателей пылеулавливани  и работы эжекционной трубы Вентури. Увеличение угла раскрыти  (более 7°) приводит к увеличению потерь

энергии. Уменьшение же угла раскры- ти  (менее 5°) вызывает повышенные по- тери энергии паровой струи на входе в на- садок. Кроме того, при уменьшении угла рае- крыти  необходимо удлинить насадок дл  сохранени  выходного диаметра, что приво- дит к необоснованному увеличению габа- ритов устройства. Таким образом, наи- более оптимальные пределы угла раскрыти  расширительного насадка (5-7°) позвол ют наиболее рационально использовать энер- гию рабочего тела и тем самым повысить

5 энергии. Уменьшение же угла раскры- ти  (менее 5°) вызывает повышенные по- тери энергии паровой струи на входе в на- садок. Кроме того, при уменьшении угла рае- крыти  необходимо удлинить насадок дл  сохранени  выходного диаметра, что приво- 0 дит к необоснованному увеличению габа- ритов устройства. Таким образом, наи- более оптимальные пределы угла раскрыти  расширительного насадка (5-7°) позвол ют наиболее рационально использовать энер- 5 гию рабочего тела и тем самым повысить

0

0

5 0 5

разгон и дробление балластирующей жидкости .

Длина расширительного насадка выбираетс  из услови  необходимости полного перекрыти  сечени  расширительного насадка капл ми жидкости при наиболее рациональном использовании энергии рабочего тела Оптимальными пределами длины насадка  вл етс  длина, равна  5-7 диаметрам меньшего сечени  насадка. Уменьшение длины насадка (менее 5 диамет- 5 ров его меньшего сечени ) приводит к нарушению равномерности распределени  жидкости по сечению насадка. Капли не успевают сомкнутьс  в пределах насадка, что и нарушит их равномерное распределение, а следовательно, сниз тс  скорости разгона и дисперсность, что ухудшит пылеулавливание . Увеличение же длины насадка (более 7 диаметров меньшего сечени  насадка ) приводит к неоправданному увеличению потерь энергии струи на трение о стенки насадка.

Насадок должен быть об зательно установлен с зазором к соплу Лавал , причем зазор этот должен быть равен 0,07-0,1 выходного сечени  диффузора сопла. Этот признак взаимосв зан с признаком наличи  на торце расширительного насадка отражател . Именно на отражатель падают струи воды, которые разбиваютс  и через зазор попадают в паровую струю. Только разбива  компактную сгрую об плоскость отражател  можно получить тонкие пленки воды (капли продолговатой плоской формы), которые оказывают струе пара большее лобовое сопротивление, чем обычна  капл  или компактна  стру . Это позвол ет наиболее полно и рационально расходовать энергию рабочего тела на разгон и дробление тонких пленок жидкости. Пар разгон ет в расширительном насадке 10 жидкость до скорости 270-300 м/с и обеспечивает ее дробление до дисперсности 40-80 м. Так как зазор выполнен между диффузором сопла и расширительным насадком, жидкость вводитс  в уже расширенную струю пара, имеющего статическое давление, равное давлению окружающей среды. Это позвол ет максимально использовать энергию пара, избежать преждевременной его конденсации и, следовательно , затратить большую часть энергии рабочего тела на разгон и дробление жидкости . Кроме того, воду можно подавать под гораздо меньшим давлением, что позвол ет избежать вредного  влени  кавитации. Величину зазора выбирают исход  из того, что она должна превышать толщину капель в 3-5 раз, что позвол ет использовать жесткую оборотную воду, с механическими примес ми, и зазор между соплом и насадком должен быть оптимальным дл  обеспечени  ввода жидкости перпендикул рно оси паровой струи. Это позвол ет за счет полного перекрыти  сечени  насадка капл ми воды обеспечить равномерность ее распределени . Кроме того, при определении оптимальных размеров зазора необходимо стремитьс  к исключению потерь энергии рабочего тела.

Учитыва  перечисленные факторы, оптимальные размеры зазора определены равными 0,07-0,1 диаметра выходного сечени  диффузора сопл. Уменьшение зазора (менее 0,07 диаметра выходного сечени  диффузора) может привести к нарушению условий перпендикул рного ввода капель, отраженных от плоскости отражател  (технически при слишком малом зазоре это будет очень сложно осуществить), и к возможности возникновени  контакта воды с торцовыми плоскост ми диффузора, что также нарушает перпендикул рность ввода жидкости и при определенных услови х приводит, к образованию отложений на них. Слишком малый зазор может привести к его зарастанию механическими взвес ми и тем самым не позвол ет использовать жесткую оборотную воду. Увеличение зазора (более 0,1 диаметра выходного сечени  диффузора.) нецелесообразно, так как возможно эжектирование струей воды наружного воздуха через зазор, что увеличивает потери энергии рабочего тела в расширительном насадке и приводит к снижению разгонных скоростей и ухудшению дроблени  капель.

Дл  обеспечени  условий введени  балластирующей жидкости перпендикул рно оси парового потока необходимо определенным образом сориентировать поверхность отражател  к ос м каналов подачи жидкости из кольцевого коллектора. Углы наклона образующей поверхности отражател  к оси сопла и расположение

осей каналов по отношению к образующей поверхности отражател , взаимосв заны и обусловлены р дом факторов. Наиболее целесообразно ориентировать образующую поверхности отражател  под углом 85-95° к оси сопла, а каналы соответственно под углами 15-20° к образующей поверхности отражател . Указанные оптимальные диапазоны углов должны обеспечить не только выполнение услови  перпендикул рного ввода жидкости, но и

наиболее эффективного разбивани  ее и такого угла схода с поверхности отражател , чтобы, кроме перпендикул рности ввода, он учитывал оптимальный размер зазора между соплом и насадком.

Образующую поверхногтн тражател 

0 нельз  располагать под тлол, большим 95° и меньшим 85° к оси сопла потому что жидкость в виде пленок и капель входит в зазор практически параллельно поверхности отражател , а при отклонении

5 угла найлона образующей более чем на ±5° от плоскости, перпендикул рной оси сопла, она попадает на торец гор чего диффузора сопла Лавал , что приведет к по влению отложений в зазоре. Это ведет к уменьшению скорости жидкости в на0 правлении к оси сопла (менее 25 м/с), что не позволит полностью перекрыть жидкостью сечение расширительного насадка, а, следовательно, уменьшит эффективность использовани  энергии рабочего тела. Каналы дл  подачи жидкости должны

5 быть выполнены под углом 15-20е к образующей поверхности отражател . При уменьшении угла наклона менее 15° жидкость сходит с отражател  в виде плоской струи, а не в виде пленок и плоских капель. Кроме того, из-за малой ширины плоской струн, сход щей с отражател , технически сложно распределить балластирующую жидкость равномерно по всем периметру входного сечени  расширительного насадка. При увеличении угла наклона каналов

5 более 20° скорость схода жидкости с отражател  будет менее 25 м/с, что не позволит полностью перекрыть жидкостью сечение расширительного насадка.

Это подтверждаетс  и результатами 0 экспериментальных исследований (см. таблицу ). Анализ данных, приведенных в таблице , показывает, что наивысша  степень распыла жидкости достигаетс  при угле раскрыти  расширительного насадка 5-7°, длине расширительного насадка, равном 5-7 диаметров меньшего сечени  насадка , угле образующей поверхности отражател  и осью сопла 85-95°, зазоре между отражателем и торцом диффузора

0

сопла Лавал , равном 0,07-0,1 диаметра выходного сечени  диффузора (при величине зазора 0,05 диаметра выходного сечени  диффузора по вились отложени , мешающие проходу воды).

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Эжекционна  труба Вентури, включающа  приемную камеру, камеру смешени , сопло Лавал  дл  подачи пара, выполненное в виде конфузора, горловой части и диффузора , снабженного наружным кольцевым коллектором и каналами дл  подачи балластирующей жидкости, выполненными под углом к оси сопла, отличающа с  тем, что, с целью повышени  эффективности пылеулавливани  за счет повышени  степени распылени  жидкости и увеличени  скорости парожидкостного потока, сопло Лавал  снабжено установленным соосно с зазором от него расширительным конусным насадком , входной торец которого выполнен в виде отражател , образующа  поверхности которого с осью сопла составл ет угол 85-95°, при этом угол раскрыти  на ад- ка составл ет 5-7°, длина насадка - 5-7 диаметров меньшего проходного сечени  насадка, зазор между соплом и насадком - 0,07-0,1 диаметра выходного сечени  диффузора сопла, а каналы дл  подачи балластирующей жидкости выполнены под углом 15-20° к образующей поверхности отражател 

   Показатели

   Скорость распыленной жидкости, м/с

   :

   250-280 270-300 270-300 270-300 250-260

   240-270 270-300 270-300 170-190

   260-280 270-300 270-300 270-300 260-280

   260-280 270-300 270-300 270-300

   Дисперсность распыленной жидкости, мк

   50-90 40-80 40-80 40-80 60-90

   60-90 40-80 40-80 120-140

   50-90 40-80 40-80 40-80 50-90

   50-90 40-80 40-80 40-80

   Вход газа,

   85

   -7

   Пар Вода

   Фиг.З

   -ю

   во

   1Г

   Фие.W

   9