Способ распыления жидкости

 

Использование: сушка, массообмен. Сущность изобретения: жидкость в зону ударного взаимодействия вводят в виде отдельных струй,, от каждой из которых поверхностью лопасти отрывается и одновременно разбивается часть струи, длину которой определяют следующим соотношением: 1о 2 (o k I. где v - скорость истечения жидкости в виде отдельных струй, м/с: ft) - угловая скорость вращения лопастей . 1 /с; k - число лопастей: I - расстояние от входной до выходной кромки лопасти в направлении оси струи. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОткР1э!тиям

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4844656/05 (22) 29.06.90 (46) 23,09.92. Бюл. № 35 (71) Сумский филиал Харьковского политехнического института им. В,И.Ленина (72) Б.Г,Холин, Л.Г.Кирный, В.А.Панащенко и Л.A,Õîõëoâ (56) Авторское свидетельство СССР

N 1512684, кл. В 05 В 3/12, 1987.

Панащенко В.А, и Черняк Л.М, Спектр вторичных капель при импульсном разрушении крупной одиночной капли, - Журнал прикладной механики и технической физики, 1981, N". 3, с. 65, Изобретение может быть использовано при сушке. массообмене и других процессах, для проведения которых необходимо дробление жидкости на мелкие капли, в химической и смежных отраслях промышленности, Известен способ распыления жидкости путем подачи жидкости на вращающиеся лопасти с последующим взаимодействием жидкости с набегающей поверхностью лопасти (авт, св. СССР N". 1512684, кл. В 05 В

3/12, 1987).

Недостатком этого способа является то, что при его использовании не представляется возможнь!м обеспе сить ударно взаимодействие жидкости с набегающей лопастью, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ распыления жидкости путем подачи ее из неподвижного средства на вращающиеся лопасти с последующим ударным взаимодействием жидко. Ж 17б3040 А1 (54) СПОСОБ РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ (57) Использование; сушка, массообмен.

Сущность изобретения: жидкость в зону ударного взаимодействия вводят в виде отдельных струй.. от каждой из которых поверхностью лопасти отрывается и одновременно разбивается часть струи, длину которой определяют следующим соотношением: !о= 2 лч иk 1, где и — скорость истечения жидкости в виде отдельных струй, м/c, cL> — угловая скорость вращения лопастей. 1/c: k — число лопастей; 1- расстояние от входной до выходной кромки лопасти в направлении оси струи. 3 ил. сти с набегающими поверхностями жидкости лопастей (Панащенко В.А. и Черняк fl.M.

Спектр вторичных капель при импульсном разрушении крупной одиночной капли, Журнал прикладной механики и технической физики, 1981, ¹ 3. с. 65).

Однако этот способ распыления >кидкости требует больших энергозатрат на первоначальное дробление жидкости на . равномерные капли перед подачей их на вращающиеся лопасти.

Кроме того, для реализации такого способа в промышлеHí1.!х условиях и разработки распылителя для крупнотонна>кных производств необходима дополнительная система синхронизации множества падающих капель с вращающимися лопастями, что усложняет конструкцию распылителя и в конечном счете снижает !!адежнэ-.ть 1ро цесса распыления жидкости.! (; ,Сд

1С) C)

| » !

1763040

Целью изобретения является снижение энергетических затрат на распыление жидкости и повышение надежности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что жидкость в зону ударного взаимодействия вводят в виде отдельных струй, от каждой из которых поверхностью лопасти отрывают и одновременно разбивают часть струи, длину !о которой определяют следующим соотношением; ! о=2 лч/(вk) à I, где v — скорость истечения жидкости в аиде отдельных струй, м/с; в — угловая скорость вращения лопастей, 1/с;

k — число лопастей; ! — расстояние от входной до выходной кромки лопасти в направлении оси струи, м.

На фиг, 1 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа,осевой разрез; на фиг. 2 — коллектор; на фиг, 3— вариант выполнения коллектора и лопасти, Устройство содержит установленный с возможностью вращения от привода (не показано) вэл 1 с установленным на нем диском 2 с лопастями 3, э также связанный с трубопроводом 4 коллектор 5, отверстия 6 истечения которого направлены на лопасти

3 диска 2. Коллектор 5 размещен так, что отверстия 6 расположены внутри диска 2 с лопастями и направлены на среднюю часть лопасти 3, как показано на фиг. 1, 3, или расположены вне диска 2 и направлены на лопасти 3 сверху, под углом и т.п, При расположении отверстий 6 истечения (сопел) внутри диска 2 с лопастями 3 для снижения вентиляционного эффекта над лопастями 3 устанавливается кольцо 7.

Лопасти 3 выполнены преимущественно в виде вертикальных плоских неразьемных или сменных пластин, но также и в виде пластин, установленных под небольшим углом(10 ... 15 ) к плоскости или радиусудиска

2.

Для крепления устройства в аппарате служит фланец 8.

Устройство для распыления жидкости работает следующим образом.

Приводной вал 1 с диском 2 и лопастями

3 приводится во вращение. Жидкости по трубопроводу 4 попадает в неподвижное средство в виде коллектора 5 и истекает затем через отверстия 6 в виде отдельных струй, от каждой из которых поверхностью лопасти 3 отрывается и одновременно разбивается часть струи длинной

1г лч/(в!)

10

15 как показано на фиг, 3

25

35 ной кромки лопасти 3 в направлении оси отверстия 6 (здесь — ширина лопасти 3) со40

55 ш- угловая скорость диска 2;

k- число лопастей 3, расположенных на диске 2.

При взаимодействии струи с набегающей поверхностью лопасти 3 жидкость не растекается по ее поверхности в виде пленки, поскольку скорость струи мала по сравнению с окружной скоростью лопасти 3, а взрывным путем дробится на отдельные части. образуя в месте плоского удара мелкие капли. Отдельные капли, образующиеся при отрыве струи кромкой лопасти 3, разбиваются ее частью, охватывающей отверстия 6 коллектора 5, который может быть выполнен с трубками, соплами, вставками и т.п„

Так как io 5 !, где I — расстояние от входной кромки лопасти 3 до выходной в направпении оси отверстия 6 и струи из него, от струи будет отрываться часть. длина которой не превышает размера лопасти 3 в направлении оси отверстия 6, т.е, исключается возможность проскока за выходную кромку лопасти 3 части струи, не взаимодействующей с лопастью 3, предотвращается попадание крупных нераздробленных капель в факел распыления жидкости.

Пример, Жидкость (вода) в виде отдельных струй, истекающих из отверстий

6 диаметром 0,01 и неподвижного коллектора 5 со скоростью 4.5 м/с, подают на четыре

4 лопасти 3, расположенные равномерно на диске 2, вращающемся со скоростью 3000 об/мин, Расстояние от входной до выходставляет 0,025 м, расстояние от входной кромки лопасти 3 до оси вращения диска 2 равно 0,25 м. При взаимодействии с лопастью 3 от каждой струи жидкости отрывается лопастью 3 часть струи, равная

«2пч 628 45

НВ Р2Ь 37В где ч — скорость истечения струй; в — угловая скорость диска; k — число лопастей, 8 результате удара поверхностью лопастей 3 шириной 0,025 м по струям длиной

0,0225 м струи жидкости разбиваются, образуя в месте удара взрывное пылевидное облако, которое уносится за выходные кромки лопастей 3 в виде направленных факелов распыленных частиц е размером капель

100-150 мкм.

8 случае распыления жидкости путем ударного взаимодействия струи с поверхностью лопасти шириной 0,02 м резко возрастает неоднородность капель по размерам в факеле распыленной жидкости, в основ1763040 ной массе мелких капель имеются капли диаметром 1-2 мм при дроблении струй, истекающих из отверстий 4, 6, 10 мм. Это объясняется тем, что при ударе лопастью шириной 0,02 м по струе длиной 0,0225 м (при v=4.5 м/с, lo-0,0225 м) часть струй длиной 0,0025 м не разбивается набегающей поверхностью, так как успевает пройти мимо лопасти, и разрушается на крупные капли в результате аэродинамического воздействия окружающего воздуха.

Данный способ позволяет эа счет ударного взаимодействия отдельных струй, истекающих из неподвижных отверстий, с вращающимися лопастями, обеспечить разбивание струй на мелкие капли с исключением стадии предварительного дробления жидкости специальными устройствами, т.е. снизить энергетические затраты на распыление, и предотвратить проскок жидкости между лопастями вращающегося диска без ударного взаимодействия, повышая, таким образом, надежность процесса распыления жидкости.

Формула изобретения

Способ распыления жидкости путем подачи ее иэ неподвижного средства на вращающиеся лопасти с последующим удар5 ным взаимодействием жидкости с набегающими поверхностями лопастей, о тл ича ющийся тем,что.сцельюснижения энергетических затрат на распыление жидкости и повышения надежности процесса.

10 жидкость в зону ударного взаимодействия вводят в виде отдельных струй, от каждой из которых поверхностью лопасти отрывают и одновременно разбивают часть струи, длину 1о которой определяют следующим соот15 ношением:

lo=2 яч!ш к 1, где v — скорость истечения жидкости в виде отдельных струй,м c; а)-угловая частота вращения лопастей, 20 1/с ;

I< — число лопастей;

l — расстояние от входной до выходной кромки лопасти в направлении оси струи, м.

17630"10 йIс ..I

Составитель А.Чал-Бор о

Техред M.Mоргентгл Корректор И.Муска

Редактор Г,Бельская

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 1О1

Закээ 3408 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. москва. Ж-35, Рву нская наб., 4/5