Способ создания ультразвуковых колебаний в потоке жидкости

 

Использование: в генераторах ультразвуковых колебаний. Сущность изобретения: поток пара подают в пленку жидкости, температура которой ниже температуры конденсации пара. Пленочный режим течения живости обеспечивают воздействием на нее поля центробежных сил. Перед вводом в жидкость поток пара подвергают адиабатному расширению. Подача пара может осуществляться в пульсирующем режиме со сверхзвуковой скоростью истечения. 2 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к акустике и может быть использовано при ультразвуковой обработке жидкости или при ее помощи.

Известен способ создания ультразвуковых колебаний в потоке жидкости, по которому в жидкость подают поток пара (авт. св. CCCР N 1708436, кл. B 06 B 1/20, 1992).

Недостатком этого способа является низкая энергоемкость генерируемых колебаний.

Задачей изобретения является увеличение энергоемкости генерируемых колебаний.

Задача решается тем, что в способе создания ультразвуковых колебаний в потоке жидкости, по которому в жидкость подают поток пара, согласно изобретению на поток жидкости воздействуют полем центробежных сил, обеспечивая пленочный режим течения, поток пара перед вводом в жидкость подвергают адиабатному расширению, при этом используют жидкость с температурой ниже температуры конденсации пара.

Это позволяет интенсифицировать теплообмен и создать условия конденсации пара, что повышает энергоемкость генерируемых ультразвуковых колебаний.

В предпочтительном варианте подачу пара осуществляют в пульсирующем режиме.

Это позволяет повысить энергоемкость генерируемых колебаний за счет использования для их создания кинетической энергии пара.

В другом предпочтительном варианте подачу пара осуществляют со сверхзвуковой скоростью истечения.

Это позволяет увеличить энергоемкость генерируемых колебаний за счет этого эффекта.

Способ реализуется следующим образом.

Поток жидкости подают в поле центробежных сил, создаваемое вращением приемной емкости или тангенциальным введением потока с высокой линейной скоростью в приемную емкость, выполненную по форме тел вращения, в котором поток приобретает пленочный режим течения. В пленку жидкости подают пар, подвергаемый адиабатному расширению, например, дросселированием или в предпочтительном варианте пропусканием через сверхзвуковые сопла, при подаче в непрерывном или, предпочтительно, пульсирующем режиме. На выходе в пленку жидкости при сверхзвуковой скорости истечения и/или пульсирующем режиме подаче происходит турбулентный срыв потока пара с образованием и схлопыванием кавитационных полостей, что увеличивает энергоемкость генерируемых ультразвуковых колебаний. Далее пузырьки пара под воздействием архимедовой силы выталкивания и силы инерции при противодействии сил трения о жидкости и поля центробежных сил всплывают в пленке жидкости, турбулизируя ее течение. В самих пузырьках возникают тороидальные потоки, а также пульсации объема в случае сверхзвукового истечения или пульсирующей подачи. При характерных для данного процесса числах Рейнольдса, равных 100 1000, осредненные по времени числа Нуссельта выходят за значения 20 30, то есть существует возможность интенсификации теплообменника между паром и жидкостью при ускорении обновления поверхности контакта фаз, обеспечивающая возможность создания условий конденсации пара со схлопыванием кавитационных полостей на максимальном расстоянии от места их ввода в поток жидкости, что также увеличивает энергоемкость генерируемых ультразвуковых колебаний.

Формула изобретения

1. Способ создания ультразвуковых колебаний в потоке жидкости, по которому в жидкость подают поток пара, отличающийся тем, что на поток жидкости воздействуют полем центробежных сил, обеспечивая пленочный режим течения, поток пара перед вводом в жидкость подвергают адиабатному расширению, при этом используют жидкость с температурой ниже температуры конденсации пара.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу пара осуществляют в пульсирующем режиме.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что подачу пара осуществляют с сверхзвуковой скоростью истечения.