Кавитационный реактор

 

Изобретение относится к устройствам для обработки жидких систем, например суспезий, эмульсий в гидродинамическом кавитационном поле, и может найти применение в химической, нефтехимической, пищевой , целлюлозно-бумажной, строительной и других отраслях промышленности. Целью изобретения является интенсификация процесса перемешивания. Кавитационный реактор содержит цилиндрическую проточную камеру с установленным в ней кавитатором. Кавитатор выполнен в виде двух полусфер, обращенных основаниями одна к другой и установленных на ступице с возможностью взаимного перемещения вдоль оси реактора. На внутренней поверхности проточной камеры выполнена проточка , расположенная между основаниями полусфер. Проточка в поперечном сечении имеет прямоугольную форму. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕ1СКИХ

СОЦИЛ1111С1И IF СКИХ

РГ. С ОБЛИК

1sI>s В 01 F 5/00 госудлаственный комитет

1Io изое, етениям и откРытиям пРи Гкнт сссР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4725755/26 (22) 02.08.89 (46) 23.03.92. Бюл. ¹ 11

Ф (71) Киевский филиал Научно — производственного обьединения "Техэнергохимпром" (72) О.В.Козюк, Б.Ю.Петров, Б.К.Кравец и

А.А.Литвиненко (53) 66.063(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N781240,,кл,,0 21 В 1/36, 1980. (54) КАВИТАЦИОННЫЙ РЕАКТОР (57) Изобретение относится к устройствам для обработки жидких систем. например суспезий, эмульсий в гидродина лическом кавитационном поле, и может найти применение в химической. нефтехимической, пиИзобретение относится к устройствам для обработки жидких систем. например суспензий, эмульсий, в гидродинамическом кавитационном поле. и может найти применение в химической, нефтехимической, пищевой, целлюлознобумажной, строительной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — интенсификация процесса перемешивания.

На фиг.1 изображен общий вид кавитационного реактора; на фиг.2 — поперечное сечение А-А реактора в месте установки кавитатора.

Кавитационный реактор содержит цилиндрическую проточную камеру 1, в которой установлен кавитатор 2, выполненный в виде двух полусфер 2 и 3, установленных на ступице 4 с возможностью взаимного перемещения вдоль оси реактора. На внутрен„„Я3 „„1720695 А1 щевой, целлюлозно-бумажной, строительной и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является интенсификация процесса перемешивания. Кавитационный реактор содержит циЛиндрическую проточную камеру с установленным в ней кавитатором. Кавитатор выполнен в виде двух полусфер. обращенных основаниями одна к другой и установленных на ступице с возможностью взаимного перемешения вдоль оси реактора, На внутренней поверхности проточной камеры выполнена проточка, расположенная между основаниями полусфер, Проточка в поперечном сечении имеет прямоугольную форму. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. ней поверхности проточной камеры 1 выполнена проточка 5. Проточка 5 расположена между основаниями полусфер 2 и 3.

Кавитационный реактор,.работает следующим образом.

Обрабатываемый продукт через конфузор 6 поступает в.проточную камеру 1. При обтекании полусфер 2 и 3 кавитатора на его задней по ходу потока поверхности полусферы 3 генерируются перемещающиеся каверны, при разрушении которых образуется поле кавитационных пузырьков. Схлопываясь, эти пузырьки оказывают перемешивающее, диспергирующее воздействие на обрабатываемый продукт. При обтекании кавитатора потоком за счет совместного действия зазора 7, регулируемого взаимным перемещением полусфер 2 и 3, и проточки 5 в области наибольшего сужения по всему проходному сечению про1720695 точной камеры 1 образуется кольцевая зона повышенной нестационарности потока, являющаяся источником дополнительных кавитационных пузырьков. Интенсивные пульсации потока в кольцевой зоне и образование дополнительных присоединенных каверн, воздействуя на область зарождающихся каверн, увеличивают . частоту их отрыва. ДополнитЕльные кавитационные пузырьки, поступающие в зоне обработки, совместно с увеличением частоты отрыва перемещающихся каверн, приводят к существенному увеличению интенсивности воздействия кавитационного поля, что способствует повышению качества диспер. гировэния и перемешивания обрабатываемого продукта в диффузоре 8.

Зазор между основаниями полусфер 2 и

3 кавитатора, как и проточка 5 на внутренней поверхности проточной камеры 1, являются генераторами . пульсирующих присоедительн ых ка вита ционн ых каверн, формирующих кольцевую зону нестацио нарности потока по всему проходному сечению.

B случае, когда полусферы 2 и 3 кавитатора установлены без зазора (зазор равен нулю), источником перемещающихся каверн оседлого типа будет проточка 5 на внутренней поверхности проточной камеры 1. Перемещающиеся каверны будут генерироваться и на установлен ном в проточной камере 1 кавитаторе. В данном случае энергопотенциал образовавшегося кавитационного поля будет наименьшим, поэтому и воздействие на продукт будет относительно невысоким.

Когда ширина зазор 7 между полусферами 2 и 3 кавитатора примет значение в диайазоне больше нуля, но меньше бесконечности, пульсирующие каверны оседлого типа возникают как в сэмом зазоре 7, так и — в проточке 5 на внутренней поверхности протрчной камеры; Причем, изменением ширины 1 зазора 7 между полусферами. 3 и. 4 кавитаторэ можно достичь разночастотных пульсаций этих кавитационных каверн. При этом повышается энергетический потенциал поля кавитационных каверн, При этом повышается энергетическийпотенциал поля кавитационных пузырьков и усиливается эффект обработки продукта.

При ширине зазора 7 между полусферами 2 и 3 кавитатора, стремящегося к бесконечной величине, нэ каждой из полусфер 2 и 3 кавитатора будут формироваться различные формы кавитации. На первой по ходу потока полусфере 2, находящейся в зоне максимальных давлений, кавитэционная ка50

1. Кавитационный реактор, содержащий цилиндрическую проточную камеру с установленным в ней кавитатором, о т л и ча ю шийся тем, что, с целью интенсифика55 ции процесса перемешивания, кавитатор выполнен в виде двух полусфер, обращенных основаниями одна к другой и установленных на ступице с возможностью . взаимного перемещения вдоль оси реактора, э на внутренней поверхности проточной камеры выполнена проточка, располо10

45 верна возникает на границе зоны отрыва потока, т.е. образуется вихревая кавитация.

При неустойчивости потока (пульсации, ударные волны) возникающие вихри нестационарны и беспорядочны. B отличие от перемещающихся каверн вихревые каверны имеют более продолжительное "время жизни", так как вихри создает импульс (момент количества движения), увеличивающий "время жизни". каверны, даже если масса обрабатываемого продукта перемещается в зону повышенного давления. Очевидно, что скорость схлОпывания вихревых каверн относительно невелика и давления схлопывания относительно невелики (в сравнении с перемещающимися кавернами), Эффект обработки будет усиливаться зэ счет распада образовавшихся в проточке

5 присоединенных каверн и схлопывания возникших кэвитационных пузырьков. На второй.по ходу потока полусфере 3 кавитатора, где натекающий поток уже включает кавитационные пузырьки, возникает суперкавитэцион ная каверна. Распадающиеся суперкавитационные каверны также интенсифицируют распад вихревых каверн, увеличивая энергетический потенциал кавитэционного поля; которое при этом варианте наиболее интенсивно.

Таким образом, регулируя ширину зазара 7 между основаниями полусфер 2 и 3 кэвитатора, можно добиться оптимальной интенсивности образовавшегося поля кавитационных микропузырьков применительно к технологическим требованиям обработки конкретного продукта.

Применение предлагаемого изобретения s химической, нефтехимической, пищевой, целлюлозно-бумажной, строительной и других отраслях промышленности позволит повысить качество получаемого продукта, например, эмульсий и суспензий..Причем, интенсивность обработки повышается за счет более полного использования энергии потока обрабатываемого продукта без привлечения дополнительных источников энергии.

Формула изобретения

1720695

Составитель И,Федорова

Техред М.Моргентал Корректор, . В.Гирняк

Редактор И.Козлова

Заказ 909 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 женная между основаниями полусфер .

2. Кавитационный реактор no n..1. отличающийся тем, что проточка в поперечном сечении имеет прямоугольную форму.