Гидродинамический кавитационный реактор

 

ЩЦРОДИНАМИЧЕСКЙ КАВИТАЦИОННЫЙ РВАКТОР, содержащий проточную KaMejpy с установленным внутри кавитатором и патрубком ввода реагирукяцего компонента, о т л и ч a ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности и степени диспергирования peat гентов путем интенсификации обмеяньо( процессов на границе раздела фаз, кавитатор выполнен в виде двух концет рично установленных, обращённых большими .основаниями друг к другу усеченных конусов с размещенными меящу ними радиальными лопастями, вяутренНИИ из которых выполнен с центральным и радиальными каналами, при-этсм меньшее основание наружного конуса размещено на уровне большого основа-, ния внутреннего конуса, a радиальные лопасти закреплены на уровне большего основания наружного конуса.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО,И»»%

РЕСПУБЛИК ав аи »=.— ".»a»»

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н Автоискоми свидитильствм

g@g В 01 J 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

FlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (54) (57) ГИДРОДИНАИИЧЕСКИЙ КАВИТАЦИОНННЙ РЕАКТ0Р, содеркащий проточную камеру с установленным внутри кавита(21) 3602104/23-26 (22) 03.06.83 (46) 23. 11.84. Бюл. И 43 (72) И.И.Федоткин, А.С.Иачинский, В.И.Федоткин и А.Л. Неведомский (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Вели-. кой Октябрьской, социалистической ре« волюцни (53) 532.528 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 467159, кл. В 21 С 3/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

У. 467158, кл. В 21 С 1/36, 1975. тором и патрубком ввода реагирующегО компонента, отличающийся тем, что, с целью повышения эффвктив " ности и степени диспергирования реа", гентов путем интенсификации обменный процессов на границе раздела фаз, кавитатор выполнен в виде двух концен4рично установленных, обращенных болвшими, основаниями друг к другу усеченных конусов с размещенными между ними радиальными лопастями, внутрен ннй из которых выполнен с центральным и радиальными каналами при этОм меньшее основание наружного конуса размещено на уровне большого основа-, ния внутреннего конуса, а радиальные лопасти закреплены-на уровне большего основания наружного конуса.:

1 112504

Изобретение относится к гидродинамическим кавитационным реакторам для смешивания и диспергирования систем газ - жидкость.

Известен кавитационный газодинами- 5 ческий реактор с неподвижными кавитаторам, содержащий корпус, кавитатор и патрубки подачи массы и отвода раздробленной массы, кавитатор выполнен в виде установленного на приводном 10 валу в корпусе реактор крыльчатки с клиновидной формой сечения лопастей и острой передней кромкой 11.

Недостатком этого гидродинамического кавитационного реактора являет- 15 ся высокий расход энергии.

Наиболее близким к изобретению техническим решением по достигаемому эффекту является гидродинамический кавитационный реактор, содержа- 20 щий проточную камеру с установленным внутри кавитатором и патрубком ввода реагирующего компонента 2 .

Недостатком реактора является малая эффективность и степень дис- 25 пергирования реагентов.

Целью изобретения является повышение эффективности и степени диспергирования реагентов путем интенсификации обменных процессов на границе -50 раздела фаз.

Для достижения поставленной цели гидродинамический кавитационный реактор, содержащий проточную камеру с установленным внутри кавитатором и 35 патрубком ввода реагирующего компонента, кавитатор выполнен в виде двух концентрично установленных, обращенных большими основаниями друг к другу усеченных конусов с разме- 40 щенными между ними радиальными лопастями, внутренний из которых выполнен с центральным и радиальными каналами, при этом меньшее основание наружного конуса размещено на уровне большого 45 ..основания внутреннего конуса, а радиальные лопасти закреплены на уров-. не большого основания наружного конуса.

На фиг. 1 изображен схематично гидродинамический кавитационный реактор; на фиг. 2 — кавитатор (узел на фиг. 1); на фиг. 3 -. то же, разрез А-А на фиг. 1.

Реактор содержит проточную каме- 55 ру 1 с установленным внутри кавитатором 2 и патрубком 3 ввода реагирующего компонента, кавитатор 2 вы2

I полнен в виде двух концентрично установленных обращенных большими основаниями друг к другу усеченных конусов 4 и 5 с размещенными между ними радиальными лопастями, внутренний из которых выполнен с центральным и радиальнь!ми каналами, при этом меньшее основание наружного конуса 5 размещено на уровне большого основания внутреннего конуса 4, а радиальные лопасти 6 закреплены на уровне большого основания наружного кону-. са 5.

Гидродинамический кавитационный реактор содержит также конфузор 7, диффузор 8 и патрубок подачи оСновно- го вещества 9.

Реактор работает следующим.обра-. зом.

Основной технологический продукт через конфузор 7 и проточный цилиндрический участок подается в зоне расположения кавитатора 2, укрепленного на стержне, при обтекании которого образуется кавитационная полость (каверна) .

Реагирующий компонент принудительно через центральный канал .подается в каверну и, попадая в зону сйыкания ее, за счет турбулизации течения и наличия большого количества кумулятивных микроструй, образующихся при схлопывании кавитационных пузырьков, подвергается высокой диспергации и смешению с основным технологическим продуктом.

Кроме того, для распыла основного продукта и его подсоса кавитатор выполнен с конфузором и радиальными ка-. налами.

Каверны образуются за неподвижно укрепленными лопатками.

В образовавшиеся .за лопатками 6 каверны попадает через радиальные каналы основной продукт, что приводит к диспергации и распылу его, следовательно, возмущения от распада каверн за радиальными лопастями передаются на границу каверны за кавитатором 2. Это приводит к туманообразному мелкому распылу жидкости на границе раздела фаз (поверхности каверны) у кромки кавитатора 2. Такой распыл (образование большого количества мелких капель), интенсифицирует массоперенос и ускоряет обменные реакции между жидкостью и газом на границе каверны.

3 1125041, 4

Эффективность обменной способнос- нии каверн, распыпа жидкости на гра ти на поверхности мельчайших капель нице каверны .и y:ñëåäîâàòåëüèî,. уве усилнвается еще и эффектом Томпсона †. личение поверхности контакта реагиру. влияние сил поверхносного натяжения ющих веществ, влияния, сил поверхности сорбции. ноз. о натяжения и сорбции. (эффект

Таким образом, положительный эф-, Томпсона). фект от использования укаэанного гидродинамического кавитационного реак- Все это позволяет на порядок Йовмтора достигается за счет влияния сле-, сить скорость химических реакций и дующих факторов, а именно: кавита-,1п процессов растворения, увеличитЬ стеционно1 о воздействия и образования пень диспергации и качество 1меаений кумулятивных микроструй при схлопыва- реагентов.

А- А

Составитель А.Телесницкий Редактор Л.Лосева Техред Я,Надь Корректор И.Муска

Заказ 8384/8 . Тираж 532, Подписное

ВНИИНИ 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