Устройство для дегазации жидкости

 

Изобретение относится к теплоэнергетическому оборудованию, может быть использовано преимущественно в системах водоподготовки и позволяет интенсифицировать процесс дегазации и уменьшить удельные энергозатраты путем реализации в зоне дегазации резонансных кавитационных режимов с использованием привода продольных колебаний кавитационного элемента. Дегазируемая жидкость через конфузор 1 поступает в рабочий участок 2 со скоростью 8-10 м/с, где при обтекании крыльчатки 3 образуется кавитационная каверна. Поскольку давление в каверне меньше парциальных давлений растворенных в жидкости газов , газ из жидкости диффундирует в каверну, а затем удаляется по каналам 4, полому валу 6 через патрубок 5 вакуум-системы. Посредством привода 7 продольных колебаний крыльчатке 3 передаются продольные колебания с частотой 80-100 Гц. Вследствие резонансных явлений при совпадении час-тоты колебаний границ хвостовой части каверны с частотой колебаний крыльчатки 3 объем каверны увеличивается в 1,5-2 раза. Пропорционально повышается производительность и уменьшаются удельные энергозатраты устройства . 1 З.П. ф-ЛЫ, 1 Ш1, с %

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А2 (Su 4 В 01 D 19 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1114435 (21) 4183787/31-26 (22) 19.01.87 (46) 07.07.88. Бюл. Р 25 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) И.М. Федоткин, Н.А. Яхова, А.С. Мачинский, А.В. Туч и И.M. Родин (53) 66.069.84(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1114435, кл. В 01 D 19/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕГАЗАЦИИ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к теплоэнергетическому оборудованию, может быть использовано преимущественно в системах водоподготовки и позволяет интенсифицировать процесс дегазации и уменьшить удельные энерго-. затраты путем реализации в зоне дегазации резонансных кавитационных режимов с использованием привода продольных колебаний кавитационного элемента. Дегазируемая жидкость через конфузор 1 поступает в рабочий участок 2 со скоростью 8-10 м/с, где при обтекании крыльчатки 3 образуется кавитационная каверна. Поскольку давление в каверне меньше парциальных давлений растворенных в жидкости газов, ras из жидкости диффундирует в каверну, а затем удаляется по каналам 4, полому валу 6 через патрубок

5 вакуум-системы, Посредством приво" да 7 продольных колебаний крыльчатке 3 передаются продольные. колебания с частотой 80-100 Гц. Вследствие резонансных явлений при совпадении частоты колебаний границ хвостовой части каверны с частотой колебаний крыльчатки 3 объем каверны увеличивается в 1,5-2 раза. Пропорционально повышается производительность и уменьшаются удельные энергозатраты устройства, 1 з.п, ф-лы, 1 ил, 1407506

Изобретение относится к аппаратам для дегазации жидкостей, может быть использовано в химической, нефтехи( мической и авиационной промышленнос".

5 ти и является усовершенствованием устройства по авт. св. Ф 1114435, Целью изобретения является повы(! шение производительности устройства и уменьшение удельных знергетичес- 1ð ких затрат.

На чертеже представлено устройтво для дегазации жидкости, общий ид.

Устройство для дегазации жидкости 15 одержит конфузор 1, соединенный с абочим участком 2 и установленной в ем осесимметрично крыпьчаткой 3. В еле крыльчатки 3 выполнены каналы 4, ыходящие на ее тыпьную сторону и 2р ообщающиеся с.патрубком 5 вакуумистемы. Крыльчатка 3 установлена с оэможностью продольного перемещения соединена посредством полого вала с приводом 7 продольных колебаний 25 авитационных элементов, состоящим з электромагнитной катушки 8, опор скольжения, амортизационного мехаизма 10 и ограничителя 11 амплитуды.

Отношение диаметра крыльчатки 3 3р диаметру рабочего участка 2 состаляет 0,2-0,73.

Устройство для дегазации работат следующим образом.

Дегаэируемая жидкость чеРез конузор 1 поступает в рабочий участок 2 о скоростью 8-10 м/с, где при обтеании крыльчатки 3 образуется кавиационная каверна. Поскольку давление в каверне меньше парциальных да" 4 влений растворенных в жидкости газов, аз из жидкости диффундирует в ка ерну, а затем удаляется по каналам

4, полому валу 6 через патрубок 5 вакуум-системы. Посредством приво- 45 фа 7 продольных колебаний крыльчатке передаются продольные колебания частотой от 8 до 100 Гц. Вследствие резонансных явлений, при совпадении частоты колебаний границ хвостовой асти каверны с частотой колебаний рыпьчатки 3, объем каверны увели ивается в 1,5- раза. Пропорционально объему каверны повышается произт одительность и уменьшаются удельные нергозатраты устройства.

Амплитуда продольных колебаний геолого вала 6 на опорах 9 скольжения, определяемая величиной элект-. рического сигнала, поступающего на электромагнитную катушку 8, регули. руется при помощи ограничителя 11 амплитуды и амортизационного механизма 10.

В качестве привода продольных колебаний могут быть использованы различные вибраторы, например, механические, пневматические, электромагнитные и другие, позволяющие изменять частоту и амплитуду колебаний кавитационных элементов .в широком диапазоне, от единиц до сотен герц. Ис" пользование привода продольных колебаний в предлагаемом устройстве позволяет достигать таких режимов дегазации, при которых частота колебаний (пульсаций) хвостовой части каверны совпадает с частотой колебаний кавитационных элементов, т.е. реализуются резонансные режимы работы устройства для дегазации жидкостей, В результате поверхность дегазации увеличивается в 1,5-2 раза, что обеспечивает повышение производительности устройства и снижение удельных энергетических затрат.

При отношении диаметра кавитационного элемента к диаметру рабочего участка от 0,2 до 0,73 производительность и энергозатраты устройства находятся в оптимальном соотношении. Диапазон коэффициента стеснения потока

0,2-0,73 наиболее приемлем как с точки зрения энергетических затрат на процесс дегазации, так и относительно возможности получения устойчивой границы раздела фаэ газ-жидкость (поверхности каверны) ° В частности, при осуществлении режимов развитой кавитации в органических потоках размеры каверны (поверхности дегазации) зависят во многом от величины степени

I стеснения потока. Уменьшение этого параметра до величины d/D < 0,2, приводит к усилению нестационарности в хвостовой части каверны и возрастание активности обратной струйки, что в конечном итоге приводит к нарушению стабильности всей границы каверны, и следовательно, к уменьшению производительности устройства.

С увеличением степени стеснения (при условии постоянства других параметров, в частности температуры, скорости на входе в аппарат) величина поверхнорти дегазации увеличивается, это ведет и к .росту производительФормула изобретения

1. Устройство для дегазации жид25 кости по авт. св, У 1114435, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и уменьшения удельных энергетических затрат, кавитационные элементы снабЗ0 жены приводом продольных колебаний, 2, Устройство по п. 1, о ъ л H-ч а ю щ е е с я тем, что отношение диаметра кавитационных элементов к диаметру рабочего участка находится ж в пред 092-0973 ° Составитель О. Калякина

Техред А.Кравчук Корректор М. Максимишинец

Редактор С. Пекарь

Тираж 642 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и. открытий .

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

Заказ 3236/5

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

3 140 ности аппарата. Например, при скорости на входе в рабочий модуль 10 м/с и степени стеснения потока d/D

0,35 эффект дегазации при шестикратном рециркулировании рабочей жидкости составляет 90Х а при d/D 0,50 .степень дегазации достигает 947. Максимальная степень дегазации (98X) наблюдается при коэффициенте стеснения потока 0,72-0,73, Следует отметить, что значения указанных параметров приведены для случая, когда температура жидкости на входе в зону дегазации поддерживается постоянной, Однако увеличение стеснения потока выше величины d/D ) p 0,73 не приводит к существенному изменению эффекта дегазации, тогда как энергетические затраты резко возрастают. Следовательно, диапазон коэффициента стеснения потока d/D

= 0,20-0,73 позволяет при прочих равных условиях (при скорости на входе в аппарат 8-10 м/с) реализовать наиболее оптимальные кавитационные ре1 жимы дегазации жидкостей.

Кроме того, поскольку в предлагаемом устройстве предусмотрено использование привода продольных колебаний кавитационного элемента, то указанный диапазон стеснений потока даст возможность в широком диапазоне согласовывать частоту колебаний кавитатора и частоту пульсаций хвостовой части

7506 4 каверны, причем последняя зависит не только от гидродинамических условий протекания процесса, но и от, степени стеснения потока.

Использование в устройстве для цегазации жидкости привода продольных колебаний кавитационных элементов позволяет повысить производительность и уменьшить удельные энергетические затраты в 1,5-2 раза. К гому же положительный эффект от использования предлагаемого изобретения выразится в возможности оптимального регулирования производительностью и энергозатратами, причем не только за счет изменения. гидродинамики процесса или геометрии крыльчатки, но и при помощи варьирования частоты продольных колебаний кавитационных элементов.