Изобретение относится к реакторам для смешивания и тепломассообмена различных сред и может быть использовано в теплоэнергетике, химической, пишевой, газовой, нефтяной и др. отраслях промышленности.The invention relates to reactors for mixing and heat and mass transfer of various environments and can be used in the power industry, chemical, writing, gas, oil and other industries.
Цель изобретения — интенсификация тепломассообмена и повышение качества смеси.The purpose of the invention is the intensification of heat and mass transfer and improving the quality of the mixture.
На чертеже представлено устройство для получения смеси, общий вид.The drawing shows a device for producing a mixture, General view.
Устройство состоит из смесительной камеры 1, патрубков инжектируемого материала 2, тангенциальных нагнетательных патрубков 3 с завихрителями, выполненных с регулируемой длиной и расстоянием между ними В, горизонтальных ребер 4 с наклонными прорезями 5, резонирующих сферических впадин 6 напротив прорезей в торцах камеры. Нагнетательные патрубки расположены тангенциально к камере смешения напротив друг друга с разнонаправленной закруткой, имеют направляющие кольцевые вставки 7 с вогнутыми поверхностями 8, задвижки 9, гофрированные части 10 с регулируемой длиной и измерителем 11 скорости потока. В нижней части смесительной камеры установлены тангенциальные патрубки 12 отвода смеси. Благодаря разнонаправленной закрутке потока при помощи направляющих кольцевых вставок с вогнутыми поверхностями формируется конус 13 распыла жидкости.The device consists of a mixing chamber 1, nozzles of the injected material 2, tangential discharge nozzles 3 with swirls made with an adjustable length and distance B between them, horizontal ribs 4 with inclined slots 5, resonant spherical cavities 6 opposite the slots in the ends of the chamber. The discharge nozzles are located tangentially to the mixing chamber opposite each other with multidirectional swirling, have guide ring inserts 7 with concave surfaces 8, valves 9, corrugated parts 10 with adjustable length and flow rate meter 11. In the lower part of the mixing chamber there are tangential nozzles 12 for removing the mixture. Due to the multidirectional swirling of the flow with the help of guide ring inserts with concave surfaces, a liquid spray cone 13 is formed.
Устройство для'получения смеси работает следующим образом.A device for producing a mixture works as follows.
В смесительную камеру 1 при помощи патрубков инжектируемого материала 2, завихрителей с тангенциальными нагнетательными патрубками 3 подается теплообмененная среда, например жидкость. При помощи нагнетательных патрубков 3 с разнонаправленной закруткой и направляющих кольцевых вставок 7 с вогнутыми поверхностями 8 формируется на входе в смесительную камеру закрученные в разные стороны факелы распыла в виде конусов 13 с общим основанием. Сложное пересечение факелов распыла жидкости приводит к интенсивному тепломассообмену, смешиванию сред и образованию пузырьков с мелкодисперсной структурой. Часть факелов распыла устремляется к. ребрам при обтекании острых кро мок прорезей 5, при этом создаются акустические колебания, которые усиливаются резонирующими сферическими впадинами и интенсифицируют процессы смешивания и теп5 ломассообмена между фазами. При помощи нагнетательных патрубков с регулируемой длиной за счет гофрированной части 10 изменяется расстояние ! между ними, а с помощью задвижек 9 и измерителя 11 — скорость потока, чем регулируется степень турбулизации, Ю смешения фаз и достигается необходимая структура и дисперсность жидкости. Отвод смеси производится через тангенциальный патрубок 12.In the mixing chamber 1 by means of nozzles of the injected material 2, swirlers with tangential discharge nozzles 3, a heat-exchanged medium, for example, liquid, is supplied. By means of discharge nozzles 3 with multidirectional swirling and guide ring inserts 7 with concave surfaces 8, spray torches are twisted in different directions in the form of cones 13 with a common base at the entrance to the mixing chamber. The complex intersection of liquid spray plumes leads to intense heat and mass transfer, mixing of media and the formation of bubbles with a finely divided structure. A part of the spray torches rushes toward the ribs when flowing around sharp edges of slots 5, and acoustic vibrations are created that are amplified by resonating spherical hollows and intensify mixing and heat and mass transfer between phases. With the help of discharge pipes with adjustable length, the distance is changed due to the corrugated part 10! between them, and with the help of gate valves 9 and meter 11, the flow rate, which controls the degree of turbulization and the mixing of the phases, and the necessary structure and dispersion of the liquid are achieved. The mixture is discharged through the tangential pipe 12.
Применение горизонтальных ребер с на15 клонными прорезями и резонирующими впадинами позволяет наложить акустическо-резонансное поле на конус распыла, образованный на входе в смесительную камеру тангенциальными патрубками с разнонаправленной закруткой и кольцевыми вставками с 20 вогнутыми поверхностями, что более чем в 10 раз интенсифицирует процессы тепломассообмена и повышают качество смешения. Регулируемые скорости потока и длина патрубков позволяют получать смеси или эмуль25 сии с требуемой дисперсностью.The use of horizontal ribs with 15 inclined slots and resonant depressions allows applying an acoustic resonance field to the spray cone formed by tangential nozzles with multidirectional swirling and ring inserts with 20 concave surfaces at the inlet of the mixing chamber, which intensifies heat and mass transfer processes by more than 10 times and increases mixing quality. Adjustable flow rates and length of nozzles allow to obtain mixtures or emulsions of 25 with the required dispersion.