SU1763040A1 - Способ распылени жидкости - Google Patents

Abstract

Использование: сушка, массообмен. Сущность изобретени : жидкость в зону ударного взаимодействи  ввод т в виде отдельных струй,, от каждой из которых поверхностью лопасти отрываетс  и одновременно разбиваетс  часть струи, длину которой определ ют следующим соотношением: 1о 2 (o k I. где v - скорость истечени  жидкости в виде отдельных струй, м/с: ft) - углова  скорость вращени  лопастей . 1 /с; k - число лопастей: I - рассто ние от входной до выходной кромки лопасти в направлении оси струи. 3 ил.

Description

Изобретение может быть использовано при сушке, массообмене и других процессах , дл  проведени  которых необходимо дробление жидкости на мелкие капли, в химической и смежных отрасл х промышленности .

Известен способ распылени  жидкости путем подачи жидкости на вращающиес  лопасти с последующим взаимодействием жидкости с набегающей поверхностью лопасти (авт. св. СССР №. 1512684, кл. В 05 В 3/12. 1987),

Недостатком этого способа  вл етс  то, что при его использовании не представл етс  возможным обеспечить ударно 1 взаимодействие жидкости с набегающей лопастью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ распылени  жидкости путем подачи ее из неподвижного средства на враи ющиес  лопасти с последующим ударным взаимодействием жидкости с набегающими поверхност ми жидкости лопастей (Панащенко В.А. и Черн к Л.М. Спектр вторичных капель при импульсном разрушении крупной одиночной капли. Журнал прикладной механики и технической физики, 1981, № 3, с. 65).

Однако это г способ распылени  жидкости требует больших энергозатрат на перво- начальное дробление жидкости на равномерные капли перед подачей их на вращающиес  лопасти.

Кроме того, дл  реализации такого способа в промышленных услови х и разработки распылител  дл  крупнотоннажных производств необходима дополнительна  система синхронизации множества гпдлю- щих капель с вращающимис  лопаст ми. что усложн ет конструкцию распылител  и в конечном счете снижает надежность про цесса распылени  жидкости

ы t

XI о ы

JO -N

|0

Целью изобретени   вл етс  снижение энергетических затрат на распыление жидкости и повышение надежности процесса.

Поставленна  цель достигаетс  тем. что жидкость в зону ударного взаимодействи  ввод т в виде отдельных струй, от каждой из которых поверхностью лопасти отрывают и одновременно разбивают часть струи, длину 1о которой определ ют следующим соотношением:

jrv/()l,

где v - скорость истечени  жидкости в виде отдельных струй, м/с;

(о - углова  скорость вращени  лопастей , 1/с;

k - число лопастей;

I - рассто ние от входной до выходной кромки лопасти в направлении оси струи, м. На фиг. 1 изображено устройство дл  осуществлени  предлагаемого способа,осе- вой разрез; на фиг. 2 - коллектор; на фиг. 3 - вариант выполнени  коллектора и лопасти. Устройство содержит установленный с возможностью вращени  от привода (не показано ) вал 1 с установленным на нем диском 2 с лопаст ми 3, а также св занный с трубопроводом 4 коллектор 5, отверсти  б истечени  которого направлены на лопасти 3 диска 2. Коллектор 5 размещен так, что отверсти  6 расположены внутри диска 2 с лопаст ми и направлены на среднюю часть лопасти 3, как показано на фиг. 1, 3, или расположены вне диска 2 и направлены на лопасти 3 сверху, под углом и т.п. При расположении отверстий 6 истечени  (сопел) внутри диска 2 с лопаст ми 3 дл  снижени  вентил ционного эффекта над лопаст ми 3 устанавливаетс  кольцо 7.

Лопасти 3 выполнены преимущественно в виде вертикальных плоских неразъемных или сменных пластин, но также и в виде пластин, установленных под небольшим углом (10... 15°) к плоскости или радиусу диска 2.

Дл  креплени  устройства в аппарате служит фланец 8.

Устройство дл  распылени  жидкости работает следующим образом.

Приводной вал 1 с диском 2 и лопаст ми 3 приводитс  во вращение. Жидкости по трубопроводу 4 попадает в неподвижное средство в виде коллектора 5 и истекает затем через отверсти  6 в виде отдельных струй, от каждой из которых поверхностью лопасти 3 отрываетс  и одновременно разбиваетс  часть струи длинной 7tv/((Wk)l,

где v - скорость истечени  жидкости из отверсти  коллектора 5;

(О- углова  скорость диска 2; k-число лопастей 3, расположенных на диске 2.

При взаимодействии струи с набегающей поверхностью лопасти 3 жидкость не растекаетс  по ее поверхности в виде пленки , поскольку скорость струи мала по сравнению с окружной скоростью лопасти 3, а взрывным путем дробитс  на отдельные части , образу  в месте плоского удара мелкие капли. Отдельные капли, образующиес  при отрыве струи кромкой лопасти 3, разбиваютс  ее частью, охватывающей отверсти  б коллектора 5, который может быть выполнен с трубками, соплами, вставками и т.п., как показано на фиг. 3.

Так как 1о I, где I - рассто ние от входной кромки лопасти 3 до выходной в направлении оси отверсти  б и струи из него, от

струи будет отрыватьс  часть, длина которой не превышает размера лопасти 3 в направлении оси отверсти  6, т.е. исключаетс  возможность проскока за выходную кромку лопасти 3 части струи, не взаимодействующей с лопастью 3. предотвращаетс  попадание крупных нераздробленных капель в факел распылени  жидкости

Пример. Жидкость (вода) в виде отдельных струй, истекающих из отверстий

б диаметром 0,01 и неподвижного коллектора 5 со скоростью 4,5 м/с, подают на четыре 4 лопасти 3, расположенные равномерно на диске 2, вращающемс  со скоростью 3000 об/мин. Рассто ние от входной до выходной кромки лопасти 3 в направлении оси отверсти  6 (здесь - ширина лопасти 3) составл ет 0,025 м, рассто ние от входной кромки лопасти 3 до оси вращени  диска 2 равно 0,25 м. При взаимодействии с лопастью 3 от каждой струи жидкости отрываетс  лопастью 3 часть струи, равна 

.6.28-4.5 Q ,, ю k 3000 6,28 4/60 ° 0225 И

to-где v - скорость истечени  струй; со- углова  скорость диска; k - число лопастей,

В результате удара поверхностью лопастей 3 шириной 0,025 м по стру м длиной 0,0225 м струи жидкости разбиваютс , образу  в месте удара взрывное пылевидное облако , которое уноситс  за выходные кромки лопастей 3 в виде направленных факелов распыленных частиц с размером капель 100-150 мкм.

В случае распылени  жидкости путем ударного взаимодействи  струи с поверхностью лопасти шириной 0,02 м резко возрастает неоднородность капель по размерам в факеле распыленной жидкости, в основной массе мелких капель имеютс  капли диаметром 1-2 мм при дроблении струй, истекающих из отверстий 4, 6, 10 мм. Это объ сн етс  тем, что при ударе лопастью шириной 0,02 м по струе длиной 0,0225 м (при ,5 м/с, ,0225 м) часть струй длиной 0,0025 м не разбиваетс  набегающей поверхностью, так как успевает пройти мимо лопасти, и разрушаетс  на крупные кап- ли в результате аэродинамического воздействи  окружающего воздуха.

Данный способ позвол ет за счет ударного взаимодействи  отдельных струй, истекающих из неподвижных отверстий, с вращающимис  лопаст ми, обеспечить разбивание струй на мелкие капли с исключением стадии предварительного дроблени  жидкости специальными устройствами, т.е. снизить энергетические затраты на распыление , и предотвратить проскок жидкости между лопаст ми вращающегос  диска без ударного взаимодействи , повыша , таким образом, надежность процесса распылени  жидкости.

0

5

0

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ распылени  жидкости путем подачи ее из неподвижного средства на вращающиес  лопасти с последующим ударным взаимодействием жидкости с набегающими поверхност ми лопастей, о т- личающийс  тем, что. с целью снижени  энергетических затрат на распыление жидкости и повышени  надежности процесса, жидкость в зону ударного взаимодействи  ввод т в виде отдельных струй, от каждой из которых поверхностью лопасти отрывают и одновременно разбивают часть струи, длину 1о которой определ ют следующим соотношением:

   ;rrv /wk l,

   где v - скорость истечени  жидкости в виде отдельных струй, м/с;

   w-углова  частота вращени  лопастей,

   1/с 1:

   1 - число лопастей;

   I - рассто ние от входной до выходной кромки лопасти в направлении оси струи, м.

   ЬЕЈ

   /

   8

   Фиг.

   5

   шшшр

   2 физ.З

   Фие.2

   г

   -6

   .3