Способ получения аэрозолей и паронасыщения газов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 В 05 В 17/00; 17/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П(1+Т СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ.СВИДЕТЕКЪС У

Изобретение относится к ультразву- ком 13 отвода аэрозоля и периодичес

: ковой технологии. Оно может быть ис- кого залива жидкости в сосуд. .пользовано в технике кондиционирова- . Устройство для осуществления спо иия воздуха и других отраслях народ-. соба получения аэрозолей и паронась . ного хозяйства. щения газов работает следующим обра

Целью изобретения является повы- зом. шение эффективности процесса распыле.— . Излучатель 5 акустических колеба ния жидкости и надежности работы из- ний создает направленный вверх, пото лучателя акустических колебаний. . акустической энергии, нри этом над На чертеже изображено устройство - верхностью жидкости образуется ульт . для реализации указанного способа. . звуковой фонтан 8, от поверхности к . Устройство содержит корпус l, в . торого отделяется аэрозоль. Воздух, котором с зазором для прохода возду- проходя через @вльтр 11 и тангенцн" ха смонтирован сосуд 2 с токопроводя- . альный воэдухораспределитель 12, на щей жидкостью 3, а также генератор 4 .. правляется вентилятором 1О в сосуд токов высокой частоты, электрически из которого через патрубок 13 вывод соединенный с излучателем 5 акусти- ся аэрозоль. ческих колебаний, нижним электрокон- Монтаж излучателя 5 на плавающей тактом б и верхйим электроконтактом 7., диафрагме 9 обеспечивает постояист выполняющим функции ограничителя вы- поддержания оптимального слоя воды соты ультразвукового фонтана 8, смон- . ним при периодическом.пополнении с тированными на плавающей диафрагме 9. суда жидкостью. К электроконтактам.

Устройство также снабжено вентиля- и 7 подводят электрический ток для . тором 10, фильтром ll, тангенциальным- . его пропускания через фонтан с цель воздухораспределителем 12, патруб- экспресс-нагрева части жидкости, на

: (21 ) 3735870/23-05

:: (22) 64.0584 (.46). 07.10.89 Бюл. У 37 (7 1) Ленинградский технологический институт. холодильной промьшшенности (72) 10.В. Яальгин; А..Ю. Бунтов, В.M Козин, И. В..Трушинская, В.И.Тру- . шинский и М.С. Чернышева . (53) 66.069.83(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 445479, кл. В 05 В 17/06, 1971.

Авторское свидетельство СССР

¹ 713596, кл. В 05 В 17/06, 1977. 2 (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЭРОЗОЛЕЙ

И НАРОНАСЫЩЕНИЯ ГАЗОВ, включавщий подведение к распыляемой жидкости акустических колебаний и возбуждени на ее поверхности ультразвукового . фонтана, отличающийся те что, с целью повыШения эффективност процесса распыления жидкости и надежности работы излучателя акустичв ких колебаний, через ультразвуковой фонтан жидкости пропускают электри" ческий ток.!

187334 ходящейся в фонтане непосредственно перед ее распылением, Это позволяет форсировать производительность устройства по массе генерируемого аэрозо5 ля, а также регулировать температуру потока аэрозоля на выходе из корпуса, то есть регулировать характеристику процесса обработки воздуха.

При прохождении электрического то" 1О ка через фонтан, образованный электропроводной жидкостью, в нем выделяется теплота, то есть жидкость, образующая фонтан, нагревается. Масса жидкости, находящаяся в фонтане, состав- 5 ляет примерно одну сотую часть всей массы жидкости, Hàõîäÿùåéñÿ в сосуде, поэтому экспресс-нагрев этой части жидкости (2-3 см ) легко реализовать.

Для нагрева жидкости в ультразвуко - о вом фонтане можно рекомендовать использовать сетевой электрический ток обычного или трансформированного напряжения в зависимости от удельного электрического сопротивления жидкос". ти, высоты фонтана и расчетного нагрева жидкости.

Нагрев осуществляется за время подъема жидкости в фонтане, то есть он практически безынерционен. Причем наивысшую температуру будет иметь верхняя часть фонтана, так как в нижнюю часть фонтана поступает холодная жидкость, 35

Наибольшая интенсификация процесса распыления достигается в верхней части фонтана, так как именно в ней достигается максимальная температура жидкости., 40

Максимальная производительность устройства достигается сразу же после его включения и легко может регулироваться изменением напряжения между электроконтактами. 45

При отсутствии фонтана электрическая цепь нагрева жидкости разомкнута.

Это предотвращает аварийные ситуации и излишние потери энергии.

При применении обычных поверхностных электронагревателей жидкости в случае нарушения расчетного режима работы устройства часто возникает перегрев нагревателей (иногда разогреваются на несколько сотен градусов,. например при утечке жидкости из корпуса). Это приводит к выходу нагревате-. лей из строя; к выходу из строя устройства, например, при оплавлении и деформации пластмассового корпуса и т.д.; к возгоранию устройства.

Применение данного нагрева я:идкости путем пропускания электрического тока непосредственно через фонтан практически исключает создание указанных аварийных ситуаций, так как поверхность фонтана не может нагреваться выше температуры кипения жидкости (при вскипании жидкости электрическая цепь разрывается).

Улучшаются условия прохождения ультразвуковых колебаний через слой жидкости непосредственно в столб фонтана. Технические характеристики излучателя остаются стабильными, так как жидкость, омывающая его поверх" ность, нагревается очень незначительно. Потери теплоты в окружающую среду становятся минимальными, минимально нагревается и воздух, транспортирующий аэрозоль.

Таким образом, применение нагрева распыляемой жидкости пропусканием электрического тбка через фонтан представляет собой компромиссное решение, в котором объединены наилучшие технические возможности способа распыления в ультразвуковом фонтане как с нагревом жидкости, так и без него.

Повышение производительности устрой" ства за счет нагрева жидкости предпочтительнее, чем за счет увеличения акустической энергии как по экономическим, так и по соображениям эксплуатационной надежности излучателя, рабочая поверхность которого подвергается кавитационному разрушению.

Для подтверждения достижения цели йзобретения проведен следующий расчет.

Известно, что количество теплоты, выделяемое электрическим синусоидаль- . ным током при его пропускании через проводник (фонтан жидкости), Ц р с --р„— -- а Ь )

-2 R где U — напряжение между электроконтактами;

R — электрическое, сопротивление фонтана; гЪ

6 — время действия электрического тока (время подъема в фонтане) .

Известно также, что количество теплоты, необходимое для нагрева тела. ,Я С-m 6t

1187334

5 где С вЂ” теплоеикость жидкости;

m — - масса жидкости в фонтане;

6.й - диапазон изменения температу-, ры нагреваемой жидкости.

Приравнивая эти два выражения, нахоI дим напряжение электрического тока, необходимое для нагрева жидкости от начальной до заданной температуры, 6

Примечание. Расчетное напряже подводимого тока можно уменьшитЬ пример, до сетевого), если воспо ваться множеством других варианто расположения электроконтактов фон в устройстве, реализующем предлож ныл способ, т.е. сократить рассто между контактами. оие

I0 соильоро" уха в

30 роЦ ю

i®565 В.

Ц ав

На примере генератора тумана для климатических испытательных камер (производства Волгоградского машиностроительного завода) находим напряжение; требуемое для нагрева распыляемой жидкости от 20 до 35 С (5t

15 С .

Высота фонтана Н 0,1 м, диаметр. фонтана D - =0,005 и, удельное электрическое сопротивление жидкости

= 1800 Ом м. По этим данным масса нагреваемой жидкости в фонтане составляет

m Н: — - О 1 - —.-" — "-«1000 й9 .,, 3 14 0 005

4 о, 4

Ж 0,002 кг, где J — - удельный вес, кг/м

Электрическое сопротивление фонтана составляет: R S Н 1800 . 0 1 180 Ом.

Найдем ответ:

При использовании данного спос в целях кондиционирования воздуха бенно важно, что увлажнение возд происходит с минимальным его доло тельным нагревом. Это в большинст случаев повышает эффективность ис зовання ультразвуковых аэрозоль устройств в системах кондициониро ния воздуха и расширяет их област применения в других отраслях наро го хозяйства.

Применение в системах кондицио вания воздуха ультразвуковых доув нителей, которые обеспечивают мин мальный нагрев обрабатываемого во (уклон процесса доувлажнения в по щенни - 200 кДж/кг), позволяет по чать приведенные затраты на систе целом на I.OX меньше, чем при испо зовании традиционного, более знач тельного подогрева воздуха (уклон цесса доувлажнения — 1800 кДж/кг) 1187334

Редактор Л.. Письман Техред Л."Сердюкова Корректор И. Самборская Заказ 6808 Тираж 563 Подписное .6ВИИЙИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно"издательский комбинат "Патент"., r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101