SU657858A1

SU657858A1 - Swirl-jet nozzle

Info

Publication number: SU657858A1
Application number: SU772457605A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Андреевич Чернышов; Александр Степанович Коливашко; Виталий Антонович Мизин; Исаак Маркович Ханин
Original assignee: Днепропетровский Химико-Технологический Институт Им. Ф.Э.Дзержинского
Priority date: 1977-03-02
Filing date: 1977-03-02
Publication date: 1979-04-25

Description

1one

Изобретение относитс к технике распылени жидкостей, к устройствам, распыливающим технологические жидкости в-теплои массообменных аппаратах, вл юпдихс одним из основных видов оборудовани коксохимического , нефтехимического и смежных с ними производств. Широкое применение, например, в насадочных и полых аппаратах указанных производств распыливающих устройств и повышение надежности их работы позвол ет повысить эффективность аппаратуры в целом при производстве кислот, щелочей , солей и т. д.The invention relates to the technique of spraying liquids, to devices spraying process fluids in heat and mass transfer apparatus, and is one of the main types of equipment for coke-chemical, petrochemical and related industries. The widespread use, for example, in nozzle and hollow devices of the above-mentioned production of spraying devices and increasing their reliability allows us to increase the efficiency of the apparatus as a whole in the production of acids, alkalis, salts, etc.

Известна струйно-вихрева форсунка, содержаща камеру, по оси которой через отверстие в торцовой стенке, противоположной соплу, подаетс осева стру , а по тангенциально расположенным каналам в камеру направл етс жидкость, образующа вихрь, коакси-альный с осевой струей 1.A known jet-vortex nozzle, containing a chamber, along its axis through which a hole in the end wall opposite to the nozzle is fed an axial jet, and through tangentially located channels the fluid forming a vortex coaxial with an axial jet 1 is directed into the chamber.

Дл этой форсунки характерны низкое качество распыливаемого продукта и невысока производительность.This nozzle is characterized by poor quality of the sprayed product and low productivity.

Известна и друга струйно-вихрева форсунка , содержаща корпус с камерой завихрени и соплом, расположенный в камере завихритель с тангенциальными каналами иAnother nozzle-vortex jet nozzle is known, comprising a housing with a swirl chamber and a nozzle, a swirler with tangential channels located in the chamber and

средство создани осевого потока 2. Данна форсунка вл етс наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату.axial flow generating means 2. This nozzle is closest to the proposed technical essence and the achieved result.

Однако осевое отверстие в завихрителеHowever, the axial hole in the swirler

часто забиваетс включени ми, особенно в форсунках с производительностью 0,5-20 мУч, что приводит к образованию полого конического факела жидкости. Забиваемость,в первую очередь, осевого отверсти завихрител обусловлена его меньшей, как правило,often clogged with inclusions, especially in nozzles with a capacity of 0.5–20 mOh, which leads to the formation of a hollow conical liquid plume. The clogging, first of all, of the axial bore of the swirler is due to its lesser, as a rule

площадью, чем тангенциальных каналов. Образование полого факела распыливаемой жидкости, вместо требуемого заполненного, приводит к резкому ухудшению распределени жидкости по верхнему сечению насадки в насадочных колоннах или в объеме полого аппарата. Ухудшение распределени жидкости приводит к значительному снижению коэффициентов тепло- и массообмена. Кроме этого, в известной форсунке неэффективно в зкое взаимодействие вращающегос коаксиального потока с осевой незакрученной струей, имеющей компактную структуру и большую скорость, пропорциональную корню квадратному из величины давлени жидкости перед форсункой, чтоarea than tangential channels. The formation of a hollow plume of the sprayed liquid, instead of the required one, leads to a sharp deterioration in the distribution of the liquid over the upper section of the packing in packed columns or in the volume of the hollow apparatus. The deterioration of the distribution of the liquid leads to a significant decrease in the coefficients of heat and mass transfer. In addition, in the known nozzle, the viscous interaction of the rotating coaxial flow with the axial non-swirling jet, which has a compact structure and a high velocity proportional to the square root of the fluid pressure in front of the nozzle, is inefficient;

уменьшает возможность ооеспечо: 1 удовлетворитель ок ) рас.пргделон Ж1;дк(к;ти в 11И|)()К()М лн иазонс yi.iOB факела (до 120°).reduces the possibility of securing: 1 satisfactory OK) ras.prdelon J1; dk (k; ty in 11I |) () K () M ln Jazzii torch (up to 120 °).

McxaiifiiiM засорени включени ми оеевого отверсти завихрите.ч заключаетс в )м, что частицы с разменами, несколько нревосход шими его диаметр, запрессовываютс в отверсти завихрител в результате действи на них со стороны потока силы, направленной по оси форсунки.McxaiifiiiM clogging inclusions of the orifice of the swirl hole consists in that particles with exchanges, somewhat larger than its diameter, are pressed into the swirler hole as a result of a force on the nozzle axis directed to them by the flow.

Величина этой еилы пропорциональна произведению площади среднего сечени частицы на величину давлени торможени обтекающего ее потока. Эта сила запрессовывает частицу в осевое отверетие завихрител , что ведет к его быстрейшему засорению, в котором уже участвуют и более мелкие частицы .The magnitude of this force is proportional to the product of the area of the average cross section of the particle by the value of the stagnation pressure of the flow around it. This force presses the particle into the axial opening of the swirler, which leads to its fastest clogging, in which smaller particles are already involved.

В етруйно-вихревых форсунках длина осевого отверсти завихрител , как правило, больше его диаметра, что приводит к повышению его засор емости.In the jet-vortex nozzles, the length of the axial orifice of the swirler is, as a rule, larger than its diameter, which leads to an increase in its clogging.

Целью изобретени вл етс обеспечение возможности получени равномерно заполненного факела и повышение надежности работы форсунки.The aim of the invention is to provide the possibility of obtaining a uniformly filled torch and improving the reliability of the operation of the nozzle.

Указанна цель достигаетс тем, что средство создани осевого потока выполнено в виде радиальных пазов, размеш,енных на торцовой поверхности завихрител , обращенной к соплу.This goal is achieved by the fact that the means for creating an axial flow is made in the form of radial grooves that are placed on the end surface of the swirler facing the nozzle.

На фиг. 1 изображена струйно-вихрева форсунка, общин вид; на фиг. 2 - завихритель , вид спе)еди и сбоку; на фиг. 3 - вид по стрелке .4 на фиг. 2.FIG. 1 shows a jet-vortex nozzle, a community view; in fig. 2 - swirl, type of sp) one and from the side; in fig. 3 is a view along arrow .4 in FIG. 2

Струйно-вихрева форсунка содержит корпуе I с камерой завихрени 2 и соплом 3. расположенный в камере 2 завихритель 4 с тангенциальными каналами 5. Средство создани оеево1о потока выполнено в виде радиальных пазов 6, размещенных на торцовой поверхности завихрител 4, обращенной к еоплу о.The jet-vortex nozzle contains a case I with a swirl chamber 2 and a nozzle 3. A swirler 4 located in the chamber 2 with tangential channels 5. The means for creating a flow of flow is made in the form of radial grooves 6 placed on the end surface of the swirl 4 facing the EP.

Внешн поверхность завихрител 4 и часть внугремнен поверхности корпуса 1. выполнены коническими, что позвол ет исключить из конструкции форсунки элементы креплени завихрител . На внутренней поверхности корпуса 1 имеетс резьба (на чертежах не показана) дл подсоединени к трубо .чроводу, питающему форсунку жидкостью.The outer surface of the swirler 4 and the part immersed in the surface of the housing 1. are made conical, which makes it possible to exclude the fastener fasteners from the nozzle design. On the inner surface of the housing 1 there is a thread (not shown in the drawings) for connection to the pipeline that feeds the nozzle with liquid.

Форсунка работает следующим образом.The nozzle works as follows.

Г1(;двод жидкости осуществл етс по оси форсунки. Жидкость по тангенциальным каналам 5 поступает в камеру 2 завихрени , где происходит ее интенсивное вращательнопоступательное движение. Результатом вращательного движени вл етс положительный радиальный градиент статического давлени , при котором статическое давление возрастает с увеличением рассто ни от оси камеры 2. В св зи с этим часть жидкостиG1 (; fluid is drawn along the nozzle axis. Fluid through tangential channels 5 enters chamber 2 of the vortex where its intensive rotational accessibility occurs. The rotational motion results in a positive radial static pressure gradient at which the static pressure increases with increasing distance from the axis of chamber 2. In connection with this, part of the fluid

от внутренних стенок камеры 2 по пазам 6 поступает к оси форсунки, образу осевой поток. В результате взаимодействи осевого потока с потоком, образованны.м тангенциальными каналами 5 и имеющим вращательно-поступательное движение, образуетс заполненный факел.from the inner walls of the chamber 2 through the grooves 6 enters the axis of the nozzle, forming an axial flow. As a result of the interaction of the axial flow with the flow, formed by tangential channels 5 and having rotational-translational motion, a filled torch is formed.

Пазы 6 выполнены обтекаемой формы, и.меют значительную щирину, небольшую глу бину, и их количество при необходимости может быть увеличено. Целесообразно выбирать количество пазов 6, равным количеству тангенциальных каналов 5. Размещать пазы 6 следует симметрично оси форсунки в плоскости торца завихрител 4, однако в тех случа х, когда диаметр сопла 3 форсунки невелик (5-10 мм), дл формировани осевого потока можно число пазов б увеличить до 5-10 с выбором числа тангенциальных каналов 5, равного 3-5.The grooves 6 are made of a streamlined shape, and they have a considerable width, a small depth, and their number can be increased if necessary. It is advisable to choose the number of slots 6 equal to the number of tangential channels 5. The slots 6 should be placed symmetrically to the nozzle axis in the plane of the end of the swirler 4, however, in cases where the diameter of the nozzle 3 of the nozzle is small (5-10 mm), Increase b slots to 5-10 with a choice of the number of tangential channels 5, equal to 3-5.

Обтекаема форма пазов 6 (например, сечение, перпендикул рное оси паза, представл ет собой часть круга), их незначительна глубина, расположение в верхней части камеры 2 завихрени , воз.можность увеличени их числа, при необходимости до требуемого дл формировани осевого потока снижает возможность забивани форсункиThe streamlined shape of the grooves 6 (e.g., the cross section perpendicular to the axis of the groove is a part of the circle), their depth is insignificant, the location in the upper part of the chamber 2 swirls, the possibility of increasing their number, if necessary, to reduce the nozzle clogging

включени ми по сравнению со струйно-вихревой , имеющей одно осевое отверстие в завихрителе. inclusions compared to jet-vortex, having a single axial hole in the swirl.

Таким образом, данна форсунка обеспечивает повышение надежности работы наThus, this nozzle provides increased reliability of operation at

Q технологических жидкост х, содержащих механические и другие включени , склонные к отложению в тепло- и массообменных аппаратах , получение необходимого заполнени факела в широко.м диапазоне углов.Q process fluids containing mechanical and other inclusions prone to deposition in heat and mass transfer devices, obtaining the necessary filling of the plume in a wide range of angles.

Claims

01. Golovachevsky Yu. A. Sprinklers and nozzles of scrubbers of the chemical industry. M., Mechanical Engineering, 1974, p. 241. fig. 91.

2. Khanin, IM and others. / Mechanical force nk11 gekhno.yugicheskie apparatus. Kiev.

UkrNIINTI, 1971. p., 13. rice 3, -;

y / y /

UCH2

one

Type A