SU1766798A1 - Устройство дл транспортировани жидких сред - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  трубопроводного транспорта и может быть использовано в различных технологических процессах, где необходимо смешивание , активирование, эмульгирование и т.д. жидких сред в процессе их транспортировани .

Цель изобретени  - повышение эффективности ультразвукового воздействи  на жидкую среду и снижение сопротивлени  движению жидкой среды в трубопроводе.

На фиг.,1 изображено устройство в месте установки вкладыша, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, продольный разрез.

Устройство состоит из линейного става труб 1, которые имеют раздув в месте установки вкладыша который состоит по крайней мере из двух полых проточных цилиндров 2 и 3, которые расположены ко- аксиально относительно друг друга с зазо- ром. Каждый проточный цилиндр 2 и 3 соединен через волноводы 4 и 5 с автономными генераторами ультразвуковых волн 6 и 7. Площадь трубопровода увеличена на величину, равную сумме площадей кольце- вых торцов цилиндров 2 и 3.

Устройство работает следующим образом .

Поставутруб 1 транспортируют жидкую смесь, например, твердеющую дл  заклад- ки выработанного пространства. Включают генераторы ультразвуковых колебаний 6 и 7. Жидка  смесь поступает в зазоры между ставом трубопровода и между цилиндрами 2 и 3, При проходе смеси через вкладыш она подвергаетс  интенсивному воздействию ультразвуковых колебаний и активируетс .

При генерации интенсивных звуковых волн в зазоре между цилиндрами 2 и 3 создаютс  чередующиес  области сжати  и разрежени , в которых могут образовыватьс  пузырьки диаметром пор дка 100 мкм. Пузырьки резко схлопываютс  менее чем за 1 мкс так, что содержащийс  в них газ нагреваетс  до 5500°С. Во врем  циклов сжати  возникают локальные повышени  давлени  в жилкой среде, что приводит к сближению молекул жидкости. Во врем  циклов разрежени  возникают локальные понижени  давлени , в результате чего мо- лекулы отдел ютс  друг от друга. Современные мощные ультразвуковые генераторы создают давление в жидкой среде до 50 атм. В жидкой среде присутствуют пузырьки газа, захватываемые трещинами на мик- роскопических твердых частицах, присутствующих в жидкости, В области пониженного давлени  захваченный газ начинает выходить из трещины, образу  маленький пузырек, переход щий в жидкость и  вл ющийс  центром кавитации. При взаимодействии с ультразвуковой волной пузырьки газа непрерывно поглощают энергию в течение чередующихс  циклов расширени  и сжати . Это взаимодействие приводит к нарушению динамического равновеси  между парами внутри их и жидкостью снаружи. Рост размеров пузырьков определ етс  интенсивностью ультразвукового пол . Ультразвук приводит к быстрому расширению пузырьков и их схлопыванию при достижении критических размеров. Этот размер зависит от частоты ультразвуковой волны. При 20 кГц, например, критический диаметр пузырька составл ет 170 мкм. При схлопывании пузырьков осуществл етс  мощное гидродинамическое воздействие на жидкую среду в трубопроводе и протекание р да химических реакций. Газы и пары внутри пузырька сжимаютс , интенсивно выдел   тепло, за счет которого повышаетс  температура жидкости в непосредственной близости от пузырька. Скорость нагрева и охлаждени  жидкости во врем  кавитации превышает 10 С/с, при этом температура жидкости р дом с пузырьком составл ет 2100°С. Однако области нагрева очень малы и тепло быстро рассеиваетс . Ультразвуковые волны в жидкости создаютс  с помощью пьезоэлектрических и магнитострикционных материалов. Генераторы 6 и 7 снабжены пьезоэлектрической керамической пластиной , соединенной с волноводом 8, через который колебани  передаютс  на вкладыш 3. Волновод и вкладыш колеблютс  с частотой около 20 кГц.

Применительно к транспортировке закладочных смесей предложенное техническое решение обеспечивает снижение расхода цемента на 15-30%. В других технологических процессах устройство может быть использовано дл  эмульгировани , диспергировани , смешивани , активировани , модификации свойств различных жидких сред.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  транспортировани  жидких сред, содержащее трубопровод, на одном из участков которого установлен цилиндрический вкладыш, волновод и ультразвуковой генератор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности ультразвукового воздействи  на жидкую среду и снижени  сопротивлени  движению жидкой среды в трубопроводе, оно снабжено дополнительными ультразвуковым генератором и волноводом, а вкладыш содержит

   517667986

   два полых цилиндра, размещенных с зазо-посредством волновода с соответствующим

   ром и коаксиально относительно друг друга,ультразвуковым генератором,

   при этом каждый полый цилиндр соединен

   ч ч

   ч X X Ч XX X

   X X Ч X X ХГХ X X XX XX

   XX Ч Ч

   Ч Ч чХХХЧ

   №Г