SU1796269A1

SU1796269A1 - Method and device for fluid spraying

Info

Publication number: SU1796269A1
Application number: SU904816570A
Authority: SU
Inventors: Vasilij I Biryukov
Original assignee: Mo Aviatsionnyj I Im S Ordzhon
Priority date: 1990-04-23
Filing date: 1990-04-23
Publication date: 1993-02-23

Description

Изобретение относится к технике распиливания жидкостей и предназначено для получения ультрамелкодисперсных двухфазных газожидкостных потоков с диаметром капель 2-15 мкм.The invention relates to techniques for sawing liquids and is intended to obtain ultrafine two-phase gas-liquid flows with a droplet diameter of 2-15 microns.

Известен способ распиливания жидкостей, заключающийся в том, что закручивают поток жидкости с последующим воздействием на него перед распылением дополнительным потоком маловязкой жидкости путем диспергирования последней по периферии закрученного потока,A known method of sawing liquids, which consists in the fact that the swirling fluid flow with subsequent exposure to it before spraying an additional stream of low-viscosity fluid by dispersing the latter on the periphery of the swirling stream

Недостатками указанного способа являются высокие суммарные энергетические затраты, большая неравномерность распределения жидкой фазы по сечению потока.The disadvantages of this method are the high total energy costs, the large uneven distribution of the liquid phase over the flow cross section.

Наиболее близким к изобретению является способ распиливания жидкостей, заключающийся в том, что жидкость пропускают под давлением через проницаемый для нее электропроводный материал и частично переводят ее в газообразное состояние путем нагрева. ·Closest to the invention is a method of sawing liquids, which consists in the fact that the liquid is passed under pressure through a permeable electrically conductive material and partially translate it into a gaseous state by heating. ·

Известно устройство для реализации этого способа, содержащее корпус с центральным каналом, соосно соединенный с патрубком для подвода жидкости к размещенному в канале металлическому проницаемому элементу, и средства нагрева.A device for implementing this method is known, comprising a housing with a central channel coaxially connected to a pipe for supplying liquid to a metal permeable element located in the channel, and heating means.

Недостатками известных способа и устройства являются необходимость в газообразном агенте, распиливающем жидкость, высокие энергетические затраты при достижении эффективного распиливания.The disadvantages of the known method and device are the need for a gaseous agent, sawing liquid, high energy costs when achieving effective sawing.

Цель изобретения - повышение дисперсности распиливания и уменьшение затрат энергии,The purpose of the invention is to increase the dispersion of sawing and reduce energy costs,

Цель достигается тем, что в способе распыливания жидкостей, заключающемся в том, что жидкость пропускают под давлением через проницаемый для нее электропроводный материал и частично переводят ее в газообразное состояние путем нагрева, согласно изобретению, переводят 25-40% в газообразное состояние до насыщенного пара от расхода подаваемой жидкости, при этом давление подачи жидкости поддерживают равным (или меньшим) давлению насыщенного пара.The goal is achieved by the fact that in the method of spraying liquids, which consists in the fact that the liquid is passed under pressure through a conductive material which is permeable to it and partially transformed into a gaseous state by heating, according to the invention, 25-40% are transferred to a gaseous state to a saturated vapor from the flow rate of the supplied fluid, while the fluid supply pressure is maintained equal to (or less) the saturated vapor pressure.

Устройство для распыления жидкостей, содержащем корпус с центральным каналом, соосно соединенный с патрубком для подвода жидкости к размещенному в канале металлическому проницаемому элементу, и средства нагрева, согласно изобретению, снабжено перфорированной перегородкой, размещенной за проницаемым элементом • по ходу потока, суммарная площадь отверстий которой меньше в 2 и более раза общей площади поровых каналов на выходе прони цаемого элемента, при этом средство нагрева выполнено в виде охватывающей проницаемый элемент катушки индуктивности, соединенной с источником высокочастотного тока. Для обеспечения заданной закономерности распределения концентрации жидкой фазы в объеме газожидкостного потока выходной участок проницаемого элемента и перфорированная перегородка выполнены профилированными.A device for spraying liquids, comprising a housing with a central channel coaxially connected to a pipe for supplying liquid to a metal permeable element located in the channel, and the heating means according to the invention is provided with a perforated baffle placed behind the permeable element • along the flow, the total opening area of which less than 2 times or more the total area of the pore channels at the outlet of the permeable element, while the heating means is made in the form of a coil covering the permeable element uktivnosti connected to a source of high frequency current. To ensure a given pattern of distribution of the concentration of the liquid phase in the volume of the gas-liquid flow, the outlet section of the permeable element and the perforated partition are made profiled.

На фиг. 1 показан продольный разрез предлагаемого устройства: на фиг. 2, 3 варианты выполнения выходного участка проницаемого элемента и перфорированной перегородки.In FIG. 1 shows a longitudinal section of the proposed device: in FIG. 2, 3 embodiments of the output section of the permeable element and perforated septum.

Устройство для распиливания жидкости (фиг.1) содержит неметаллический, например из углепластика, корпус 1 с осевым каналом, соединенный соосно с патрубком 2, предназначенным для подвода жидкости к пористому проницаемому для нее элементу 3, изготовленному из электропроводного металла, в частности из ферромагнитных материалов, и установленному в канале, вокруг которого размещена катушка 4 индукционного нагревателя, соединенная с источником 5 высокочастотного тока. За проницаемым элементом 3 по ходу потока установлена перфорированная перегородка 6 в виде тонкой стенки с одним или несколькими отверстиями произвольной формы, в том числе цилиндрической, прямоугольной и т.д.The device for sawing a liquid (Fig. 1) contains a non-metallic, for example carbon fiber, body 1 with an axial channel connected coaxially with a pipe 2 intended for supplying liquid to a porous element 3 permeable to it made of an electrically conductive metal, in particular of ferromagnetic materials and installed in a channel around which an induction heater coil 4 is placed connected to a high-frequency current source 5. Behind the permeable element 3 along the flow there is a perforated partition 6 in the form of a thin wall with one or more holes of arbitrary shape, including cylindrical, rectangular, etc.

Суммарная площадь отверстий перегородки 6 меньше общей площади каналов на выходе проницаемого элемента 3 в 2 и более раза.The total area of the holes of the partition 6 is less than the total area of the channels at the outlet of the permeable element 3 in 2 or more times.

В одном из вариантов (фиг.2) профили выходной части проницаемого элемента 3 и перфорированной перегородки 6 выполнены выпуклыми в виде параболоида вращения, в другом (фиг.З) - вогнутыми.In one embodiment (FIG. 2), the profiles of the outlet part of the permeable element 3 and the perforated partition 6 are made convex in the form of a paraboloid of revolution, in the other (FIG. 3) - concave.

Способ распиливания жидкостей осуществляют следующим образом.The method of cutting liquids is as follows.

Жидкость под давлением подают через патрубок 2 в поровое пространство проницаемого элемента 3 из электропроводного ферромагнитного материала. Далее жидкость частично переводят в газообразное состояние до насыщенного пара путем нагрева элемента 3 токами Фуко, обусловленными быстрым изменением магнитного потока в катушке 4 за счет высокочастотного тока от источника 5. Сплошной режим течения жидкости в поровых каналах нарушается и происходит распиливание отдельных микрообъемов жидкости сжатыми порциями насыщенного пара.Liquid under pressure is fed through the pipe 2 into the pore space of the permeable element 3 from an electrically conductive ferromagnetic material. Further, the liquid is partially transferred to the gaseous state until saturated steam is heated by heating the element 3 with Foucault currents, due to the rapid change in the magnetic flux in the coil 4 due to the high-frequency current from the source 5. The continuous flow of fluid in the pore channels is violated and individual microvolumes of the liquid are cut into compressed portions of saturated couple.

При испарении 25-40% жидкости от массового расхода обеспечивается высоко5 качественное распиливание за счет автоколебательных процессов, вызванных захватами микропорций пара и газа в вихревом следе при обтекании зерен или проволочек проницаемого материала и последующим их схлопыванием в гидравлических трактах, составляющих проницаемую структуру пористого материала. Энергия автоколебательного процесса перекачивается в процесс разрушения микроструй на выходе из поровых каналов в отверстия перфорированной перегородки 6.When 25-40% of the liquid is evaporated from the mass flow rate, high-quality sawing is ensured due to self-oscillating processes caused by the capture of micropores of steam and gas in the vortex wake when flowing around grains or wires of the permeable material and their subsequent collapse in hydraulic paths that make up the permeable structure of the porous material. The energy of the self-oscillating process is pumped into the process of destruction of the microjets at the exit of the pore channels into the holes of the perforated partition 6.

Claims

Claim

1. The method of spraying liquids, which consists in the fact that the liquid is passed under pressure through a permeable conductive material and partially translate it into a gaseous state by heating, characterized in that, in order to increase the dispersion of the atomization and reduce energy costs, 25-40 % in a gaseous state to saturated steam from the flow rate of the supplied fluid, while the fluid supply pressure is maintained equal to or lower than the saturated vapor pressure.

2. A device for spraying liquids, comprising a housing with a central channel coaxially connected to a pipe for supplying liquid to a metal permeable element located in the channel, and heating means, characterized in that, in order to increase dispersion of the spray and reduce energy costs, the device is equipped with perforated septum located behind the permeable element along the flow, the total area of the holes of which is less than 2 or more times the total area of the pore channels at the outlet of the permeable element, pr and this heating means is made in the form of a permeable inductor covering a permeable element connected to a high-frequency current source.

3. The device according to claim 2, t and h a tout e e. With the fact that. in order to ensure a given pattern of distribution of the concentration of the liquid phase in the volume of the gas-liquid flow, the outlet section of the permeable element and the perforated partition are perforated.

Figure 2

Figz