Способ генерации монодисперсных капель

 

. СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ МОНОДИСПЕРСНЫХ КАПЕЛЬ, заключающийся в том, что струю жидкости пропускают через фильеру с последующим вытягиваниеми дроблением ее на капли путем воздействия на струю постоянным электрическим полем, отличающийся тем, что, с целью повышения степени монод|1сперсности и регулярности следования.капель, на струю дополнит тельно воздействуют переменным электрическим полем в направлении вытягивания струи. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1047525 А

3(Я) В 05 В 5 ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV.ÑBÈÄEÒÅËÜÑTÂÓ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3374204/23-05 (22) 21.09,81 (46) 15.10.83. Бюл. 9 38 (72) О.И.Назаров, В.П.Филимонов и A.Â.Ðoáèíoâ . ((71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский .институт атомного энергетического машиностроения, (53) 66.069.83(088.8). (56) 1. Стрем Л. Получение монодисперсных аэрозолей путем дробления струи жидкости ;- Приборы для научных исследований, 1969, 1Ф б, с. 29-33.

2..Грин Х., Лейн В. Аэрозоли-пыли, дымы и туманы. Л., Химия, 1972, с. 59-60 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ГЕНЕРАПИИ МОНОДИСПЕРСНЫХ КАПЕЛЬ, заключакщийсЯ в том, что струю жидкости пропускают через Фильеру с последукицим вытягиванием и дроблением ее на капли путем воз- . действня на струю постоянным электрическим полем, отличающийся тем, что, с пелью повышения степени монодисперсности и регулярности следования капель, на струю дополнит тельно воздействуют переменным электрическим олем в направлении вытягивания струи.

1047525

Изобретение относится к технической физике, конкретнее к способам создания искусственно увлажненных потоков воздуха с заданным процентным содержанием влаги и определенной степенью дисперсности, и может быть использовано для калибровки измерителей влажности, устанавливаемых на паропроводах влажного пара тепловых и атомных электростанций.

Известен способ генерации монодисперсных капель путем модуляции скорости струи жидкости, истекающей из сопла. Струя модулируется осевой вибрацией сопла, осуществляемой с помощью электрострикционного 15 вибратора $13.

Недостатком этого способа является невозможность плавного регулирования размеров капель.

Наиболее близким к предлагаемому является способ генерации монодисперсных капель, заключающийся в том, что струю жидкости пропускают через фильеру с последующим вытягиванием и дроблением ее на капли путем 25 воздействия на струю постоянным электрическим полем 523.

Недостатком известного способа является небольшая степень монодисперсности и отсутствие регулярности следования капель ввиду того, что дробление струи происходит самопроизвольно под действием электрических сил отталкивания.

Пель изобретения — повышение степени монодисперсности и регулярности следования капель.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу . генерации монодисперсных капель, заключающемуся 4р в том, что струю жидкости пропускают через фильеру с последующим вытягиванием и дроблением ее на капли путем воздействия на струю постоянным электрическим полем, на струю 45 дополнительно воздействуют переменным электрическим полем в направлении вытягивания струи.

На фиг.l и 2 изображены схемы реализации предлагаемого способа.

Из сист 1 подачи жи„,ости 50 подводят жидкость к отверстию фильерыэлектрода 2. От источника 3 постоянного напряжения к фильере-электроду

2 и кольцевому электроду 4 подают постоянное напряжение, величину которого устанавливают в соответствии с заданным размером капель. Под действием постоянного электрического поля струя жидкости вытягивается и ее диаметр уменьшается. 60

Величину напряженности постоянного электрического поля устанавливают исходя из заданного размера капель.

Под воздействием аэродинамических и капиллярных сил происходит дробле- g5 ние струи на капли, размер которых и частота следования носят случайный характер и определяются случайными нерегулярными возмущениями, действующими на струю.

От генератора 5 переменного напряжения к фильере-электроду 2 и кольцевому электроду 4 подводят переменное напряжение. Повышают напряженность переменного электрического поля и с помощью известных методов, например микроскопом со стробоскопическим подсвечиванием (не показан), регистрируют момент, когда нерегулярное дробление струи жидкости сменится дроблением ее на капли с Заданной частотой следования и размером.

Амплитуда напряженности переменного электрического поля, соответствующая началу регулярного режима дробле- ния, определяет минимальную амплитуду рабочего значения напряженности поля. Максимальную величину напряженности переменного электрического

|поля выбирают таким образом, чтобы в сумме с напряженностью постоянного .электрического поля она не вызывала самопроизвольного разрушения струи под действием электрических сил отталкивания..

Изменяя напряженность переменного электрического поля в пределах от указанных величин минимального и максимального значений амплитуды, находят такую, при которой движение струи становится наиболее регулярным. Частоту следования капель регулируют, изменяя частоту переменного электрического поля. . H p H M e p . От источника 3 постоянного напряжения к фильереэлектроду 2 и кольцевому электроду

4 подают постоянное напряжение такой величины, что напряженность электрического .поля между электродами (средняя) равна 0,8 10 в/м. Под. действием постоянного напряжения этой величины струя жидкости, вытекающая из фильеры-электрода, диаметром 50 мк вытягивается и сжимается до поперечного размера в 20 .мк., Ф

После подвода к струе жидкости постоянного электрического поля включают источник переменного напря .жения и, плавно увеличивая напряжен ность поля, фиксируют момент, когда хаотическое дробление струи на капли приобретает регулярный характер.

Значение амплитуды напряженности . переменного электрического поля, соответствующее этому моменту, характеризует минимальное значение амплитуды °

При поперечном размере струи жидкости в 20 мк минимальное значение амплитуды напряженности переменного . электрического.;поля находится в пре1047525

Составитель В.Ляпина

Редактор С. Тимохина Техред Л. Пилипейко Корректор N.Демчик с

Заказ 7804/7 Тираж 689 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 делах (0,01-0,05) i104 в/м в зависимости от конфигурации электродов и параметров системы подачи жидкости. При частоте следования капель

8000 Гц диаметр капель составляет

37 мк. 5

Изменяя напряженность постоянного электрического поля в пределах от 0 до 1,2. 10 В/м, получают диаметр капель от 80 мк до 24 мк. частота переменного .электрическо- 10 го поля, определяющая частоту следования капель, находится в пределах

10 106 гц

При превышении суммарной мгновен ной напряженности электрического поля 15 выше определенной величины происходит самопроизвольное разрушение образовавшихся капель на более мелкие произвольного размера. Значение нап-. ряженности электрического поля, при котором это происходит, зависит от размеров капель и тем больше, чем меньше размер генерируемых капель..

Согласно:способу-прототипу струя самопроизвольно дробится на капли под воздействием электрического поля, по этому регулярность следования капель отсутствует и степень монодисперсности невысока. Так, при среднем диаметре капель 8 мк, соответствующей напряженности постоянно го электрического поля Е = 1/2 10 В/м, встречаются капли размером 6-10 мк с вероятностью Р = 0,95.

Использование предлагаемого спо:соба -позволяет создать регулярный поток следования капель, поскольку частота их следования целиком определяется частотой налаженного переменного электрического поля.

В свою очередь, регулярность образования капель является причиной высокой монодисперсности потока.

Разброс в размерах капель по предварительной оценке не превышает

2-3%.

Повышение степени монодисперсности и регулярности следования капель и составляет технико-экономический эффект от использования изобретения.