Способ распыления жидкостей

 

Изобретение относится к области распыления жидкости и может найти применение в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности преимущественно для распыления жидкостей, содержащих инородные включения. Цель - интенсификация процесса распыления. Для этого по способу распыления жидкостей потперек оси струи распыливаемого материала накладывают периодические ударные волны с частотой, равной 3-100 Гц. Подачу распыливаемого материала осуществляют в зону, отстоящую от выходного конца трубопровода генератора периодических ударных волн на расстоянии , равном 1,5-6 калибров трубопровода . Способ позволяет распылять жидкости до мелкодисперсной фракции из-за наличия больших мгновенных скоростей распыляющего агента, а также больших градиентов скорости во времени. Кроме того, относительная скорость обдува капель жидкости возрастает , т.к. капли не успевают подстроиться под мгновенные изменения скорости, присущие ударным волнам. 1 ил 2 табл. ifi (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„138079

А1 (511 4 В 05 В 17/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4064040/31-05 (22) 05.05.86 (46) 15.03.88. Бюл. Ф 10 (71) Казанский химико-технологический институт им. С.М. Кирова и Казанский государственный университет им. В.И. Ульянова-Ленина (72) В.Б. Репин, Ю.Н. Новиков, А.Ф. Махоткин, А.П. Дементьев, P.Г. Галиуллин и Г.Г. Халимов (53) 66.069.83(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 512799, кл. В 05 В 7/08, 1973.

Авторское свидетельство СССР

Ф 629991, кл. В 05 В 17/06, 1977. (54) СПОСОБ РАСПЬЛЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ (57) Изобретение относится к области распыления жидкости и может найти применение в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности преимущественно для распыления жидкостей, содержащих инородные включения. Цель — интенсификация процесса распыления. Для этого по способу распыления жидкостей по перек оси струи распыливаемого материала накладывают периодич .ские ударные волны с частотой, равной 3-100 Гц.

Подачу распыливаемого материала осуществляют в зону, отстоящую от выходного конца трубопровода генератора периодических ударных волн Hà ðàñстоянии, равном 1,5-6 калибров трубопровода. Способ позволяет распылять жидкости до мелкодисперсной фракции из-эа наличия больших мгновенных скоростей распыляющего агента, а также больших градиентов скорости во времени. Кроме того, относительная скорость обдува капель жидкости возрастает, т.к. капли не успевают подстроиться под мгновенные изменения скорости, присущие ударным волнам.

1 ил„ 2 табл.

1380797

Изобретение относится к распылению жидкостей, может найти применение в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышлен5 ности преимущественно для распыления жидкостей, содержащих инородные включения, например, в процессе концентрирования кислот.

Целью изобретения является интенсификация процесса распыления.

На чертеже изображена принципиальная схема аппаратурного оформления способа.

Устройство содержит патрубок 1 для 15 подачи распыливаемого материала, генератор периодических ударных волн, состоящий в свою очередь из пульсатора 2 с приводом 3, трубопровода 4, выходной конец которого сообщается с 20 зоной 5 распыла, помещенной внутри высокотемпературной камеры 6.

Способ осуществляют следующим образом.

При помощи привода 3 приводят поршень пульсатора 2 в возвратно-поступательное движение. При этом в трубопроводе 4 возбуждаютсч периодические ударные волны, частота которых совпадает с частотой колебаний поршня. С открытого конца трубопровода 4 в зону 5 распыла излучаются периодические ударные волны, частота которых 35 выбрана равной от 3 до 100 Гц, что осуществляется, например, при совпадении частоты колебаний поршня пульсатора 2 с собственной частотой трубопровода 4. Распыливаемый материал 40 через патрубок 1, установленный поперек оси трубопровода 4 и отстоящий от выходного конца трубопровода 4 на расстоянии 1,5-6 калибров трубопровода 4, подается в виде струи в зону 5 45 распыла. Периодические ударные волны, излучаемые с открытого конца трубопровода 4, воздействуют на струю материала, который дробится ударными волнами до мелкодисперсной фракции. За счет инерционного взаимодействия капель материала с периодическими ударными волнами капли приобретают направленное движение со скоростью

2-6 м/с, образуя факел распыла внутри высокотемпературной камеры 6, где осуществляется процесс концентрирования путем термической обработки распыливаемой жидкости.

II р и м е р 1. Для реализации предлагаемого способа была создана установка, представленная на чертеже.

Длина трубопровода оставалась постоянной и равной 4 м, а частота воздействия периодических ударных волн равнялась 20 Гц. В качестве распыляемой жидкости использовалась вода. Расход воды не изменялся и составлял величину 0,36 м /ч.

Выходной срез патрубка 1 для подачи распыливаемого материала с внутренним диаметром 20 мм находился на расстоянии 100 мм выше оси трубопровода 4 генератора периодических ударных волн. Жидкость в зону распыла подавалась поперек оси трубопровода 4.

Результаты экспериментальных исследований сведены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что наиболее эффективно процесс распыления осуществляется в зоне, отстоящей от выходного конца трубопровода генератора периодических ударных волн на расстоянии 1,5-6 калибров трубопровода.

Пример 2. Экспериментальные исследования проводились на установке, схематично представленной на чертеже. Диаметр трубопровода генератора периодических ударных волн был фиксированным и составлял 42 мм. Вода, которая использовалась в качестве распыляемого материала, подавалась с расходом 0,36 м"/ч через патрубок 1 подачи распыляемого материала поперек оси трубопровода 4 на расстоянии

84.мм от его выходного среза.

Изменяя частоту воздействия периодических ударных волн, выявили диапазон частот, при котором процесс дробления проходит эффективно.

Результаты этих исследований представлены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что диапазон частот, при котором процесс дробления идет эффективно, составляет 3-100 Гц.

Пример 3. Исследовался способ распыления водной суспензии кормовых дрожжей (продукта микробиологической промышленности).

Исследования проводились на установке, представленной на чертеже.

Диаметр трубопровода генератора периодических ударных волн был фиксированным и составлял 42 мм, длина его равнялась 4 м. Частота периодических ударных волн составляла 20 Гц. Объемный расход суспензии кормовых дрож1380797

Размер капель или частичек, мкм

Концентрация сухих веществ, Е

50-200

50-200

50-300

60-300

60-400

70-500

При концентрации сухих веществ

35Х наблюдалось дробление суспензий на куски больших размеров от 10 мм и более. Процесс распыления дрожжевой суспенэии по предлагаемому способу позволяет обрабатывать суспензии с концентрацией сухих веществ до 307. жей составлял 0,36 м /ч. Выходной срез патрубка для подачи распыливае-, мого материала с внутренним диаметром 20 мм находился на расстоянии

100 мм выше оси трубопровода генератора периодических ударных волн.

Суспензия подавалась через патрубок струей поперек оси трубопровода и на расстоянии 84 мм от его выходного среза.

Температура суспензии была посо тоянной и равнялась 30 С.

Исследовали процесс распыления водной суспензии кормовых дрожжей в зависимости от соотношения твердой фазы (кормовые дрожжи) и жидкой фазы (воды).

Результаты исследований представлены ниже.

Это в свою очередь позволяет сНН зить энергозатраты на сушку за счет уменьшения количества испаряемой влаги; повысить надежность работы сушильного отделения за счет исключения забивания узла распыления.

Примеры реализации способа доказывают его эффективность при работе с различными жидкостями. Проведенные исследования подтверждают справедливость предлагаемых диапазонов частот воздействия периодических ударных волн и размеров зоны эффективно15 го распыления жидкости.

Предлагаемый способ позволяет распылять жидкости до мелкодисперсной фракции иэ-за наличия больших мгновенных скоростей распыляющего агента

2р (табл. 2), а также, что является важным, больших градиентов скорости во времени. Кроме того, относительная скорость обдува капель жидкости возрастает, так как капли не успева25 ют подстроиться под мгновенные изменения скорости, присущие ударным волнам.

Формула изобретения

Способ распыления жидкостей путем струйной подачи материала в зону распыпа и воздействия на него распыляющего агента, о т л и ч а ю—

35 шийся тем, что, с целью интенсификации процесса распыления, поперек оси струи распыливаемого материала накладывают периодические ударные волны с частотой, выбранной от 3 до

40 100 Гц, а подачу распыливаемого материала осуществляют в зону, отстоящую от выходного конца трубопровода генератора периодических ударных волн на расстоянии, выбранном от 1,5 до

6 калибров трубопровода.

1380797

Внутренний диаметр трубопровода, мм

35

52,5

1,5

140

210

6,5

227,5

50-200

42

1,5

168

252

273

6,5

50-200

75

1,5

100

200

300

100-4000

6,5

325

Размер капель, мкм

50-150

50-200

50-200

70-400

70-3000

50-200

50-200

60-200

70-400

70-4000

50-200

50-200

70-300

70-400

Таблица 1

Результаты визуальных наблюдений

Забрасывание распыливаемого материала в трубопровод

Наблюдается частичный провал распыливаемого материала без дробления.

Забрасывание распыливаемого материала в трубопровод.

Наблюдается частичный провал распыливаемого материала без дробления.

Забрасывание растьпшвае мого материала в трубопровод.

Наблюдается частичный провал материала без дробления.

1380797

Т а б л и ц а 2

Размер капель, мкм

N N п/п

Мгновенная скоДлина трубопровода, м

Частота периодических рость, м/с ударных волн, Гц

0,5

80-1000

60-300

60-200

50-200

50-200

50-200

50-200

50-200

50-200

50-200

50-200

50-200

50-200

60-300

80-500

1,5

6010

10. 98

9 5

7 10

4 20

2,7 30

120

140

150

150

145

1,6 50

1,4 60

1,2 70

1,1 80

145

145

143

140

90

135

0,83 100

0,73 110

0,09 120

130

110

80

* Наблюдается полный провал жидкости без дробления.

** Наблюдается частичный провал жидкости без дробления.

} 380797

Составитель А. Чал-Борю

Редактор Н. Слободяник Техред М.Дидык Корректор А.Зимокосов

Заказ 1138/9 Тираж 633 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4