Способ и устройство для диспергированияжидкости

 

ОП ИСАНИИ

ИЗОВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск их

Соцмвлмстнчесиии

Республик ()820892 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(54)М. Кл.

В 05 В 7/08 (22)Заявлено 26.04.79 (23) 2759025/23-05 с присоединением заявки М—

Гфеу4врствеини9 кеиитет

СССР, ае деаам изебретеннй. и етирытнй (23) П риоритет—

Опубликовано 15.04. 81. Бюллетень М 1,4 (53) УДК 6.6.069. . 83(088. 8) Дата опубликования описания 18.04.81 (72) Автор изобретения

A. Л. Душкин

Московский ордена Ленина авиационный и им. Серго Орджоникидзе (7l) Заявитель (54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ

ЖИДКОСТИ

Изобретение отн9сится к технике диспергирования жидкости в химической техно логик. и энергетике.

Известен способ диспергирования жидкости, заключающийся, в том, что в жидкости внешним вибратором возбуждают колебания, а затем под перепадом давления пропускают через отверстия или сопла корпуса. Устройство для осуществления этого способа содержит корпус, снаб.1О женный подводом жидкости, и вибратор„ причем в корпусе. выполнены отверстия для получения струй жидкости, (1 .

Полученные по етому способу монодисперсные капли имеют межфаэную по»

I5 верхность меньшую, чем поверхность струк.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ диспергирования жидкости, заключающийся в том, что струю газа. вводят коаксиально и спутно внутрь жидкой струи. Способ осуществляют устройством для диспергирования жид2

I кости, содержащем корпус со сквозным . центральным каналом, установленную в нем с кольцевым зазором центральную трубку к патрубки подачи газа и жид» кости (21; .

Однако способ не обеспечивает получение монодисперсных капель распыленной жидкости.

Цель изобретения - увеличение межфазной поверхности монодисперсных капель путем создания полых капель с миниМальными знергозатратами.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу диспергирования жидкости, заключающемуся в том, что .струю газа вводят коаксиально и спутно внутрь жидкой струи, жидкость и гаэ подают с соотношением их объемных расходов в диапазоне,1 - 10;

Для осуществления способа диспергирования жидкости используется увтройство, содержащее корпус со сквозным центральным каналом, установленную в нем.c кольцевым зазором центральную трубку и

Струя жидкости, образованная на выступающей части центральной трубки 4 за счет возникающих периодических колебаний при осевом смешении с газом, равномерно дозируется газовыми пузырями:

Вследствие образования .пережатий в жидкости между порциями газа струя распадается на полые капли одного размера.

Наружный прецел по отношению расходов обусловлен эффективным увеличением межфазной поверхности и возникновением ко лебаний в жиакости, верхний предел ограничивает объем газа в капле, который стабильно может быть удержан без разрывов в сферической оболочке силами поверхностного натяжения жидкости. Кроме того, увеличение соотношения объемных расхоаов фаз больше 10 приводит к сильной турбулиэации струи в месте смеше иия с газом, т. е. на кромке центральной трубки 4, в результате чего струя дробится на полидисперсные жидкие объемы.

Экспериментально получены полые кап ли одного размера при диспергировании. воды воздухом, керосина воздухом. Так, при отношении объемных расходов, рав ном 1, получены капли, которые превышают размер сплошных капель в 1,27 раза при том же расходе жидкости, межфаэная поверхность при этом увеличивает- . ся в 2,5 раза. Отношению расхоаов, равному 5, соответствует .увеличение разме

pa a 1,8 раза, межфаэной поверхности в и 6 раза, при соотношении, равном 10, увеличение размера в 2,2 раза, поверхности в л 9,5 раза. Суммарные энергозатраты при этом превышают не более чем на 5-10% затрат на перекачку жицкости через зазор между сквозным цент- ральным каналом 2 корпуса 1 и трубки 4.

Данный способ и устройство могут быть эффективно использованы при распылении жицкости в горячий газ, под дейст вием которого капли схлопываются и вторично дробятся.

Формула и э о б р е т е и и я

1. Способ диспергирования жидкости, заключающийся в том,что струю газа вводят коаксиально и спутно внутрь жидкой струи, о т л и ч а ю ш и,й с я тем, что, с целью увеличения межфазной поверхноср и монодисперсных капель путем создания полых капель с минимальными энергоэатратами, жидкость и газ подают с соотношением их объемных расходов в диапазоне 1-10.

3 É2 0892 4 патрубки подачи газа и жидкости, в котором центральная трубка выполнена выс- . туйаюшей за торец центрального канала корпуса на алину, равную 3-5 ее наружным диаметрам, и цилиндрической на

5 этой длине.

На чертеже изображено устройство для диспергирования жидкости, общий вид.

Оио содержит цилиндрический корпус 1 10 со сквозным центральным каналом 2, закрепленную на корпусе торцовую крышку

3, установленную в нем с кольцевым за-. зором центральную металлическую трубку 4, .запрессованную в крышке 3 соосно центральному сквозному каналу 2 корпуса

1, и патрубки 5 и 6 подачи газа и жидкост и. центральная трубка 4 выполнена вы:ступающей за торец центрального канала корпуса на алину, равную 3-5 ее наружным диаметрам, и цилиндрической на этой цлине.

При длине выступающей за торец корпуса 1 части центральной трубки 4, равaol 3 ее наружным диаметрам, струя устойчиво образуется на торце трубки 4 за

;счет сил поверхностного натяжения. При меньшей выступающей части трубки 4 ,жидкость прилипает к поверхности трубки

:4 и каналу 2 корпуса 1 и затем стекает в вице сплОшных капель или пелены с кромки центрального канала 2 корпуса 1.

Увеличение длины выступающей части трубки 4 более, чем на 5 ее диаметров, O 35 увеличивает потери давления за счет тре.ния. Центральный канал 2 корпуса 1 выполнен цилиндрическим с диаметром, равным двум наружным gHBMBTpBM централь . ной трубки 4 для ламинариззции жидкой

4О струи.

Устройство аля диспергирования жидкости работает следующим образом.

Струю газа через патрубок 5 подвода газа вводят коаксиально и спутно внутрь ламинарной жицкой струи, подаваемой под

45 перепадом давления в корпус 1 через яат- рубок 6 подачи жидкости.

Стабильные полые капли получают при расхоце жидкости, соответствующем ламинарному течению струи, т. е. при4Я„ /с34 >О

И.,5 ° 10, где О - наружный диаметр трубки, 9 А - коэффициент кинематической вязкости жидкости, Q „- объемный рас- ход жиакости.

Жидкость и гаэ подают с соотношением SS, их объемных расходов в диапазоне

1 - 10. При этом возникают автоколебания двухфазной струи.

5 8208

2. Устройство для осуществления спосо6а диспергирования жидкости по п. 1, содержащее корпус со сквозным центральным каналом, установленную в нем с кольцевым зазором центральную трубку и патрубки подачи газа и жидкости; о т л и ч а ю щ е е с я тем, что центральная трубка выполнена выступающей за торец центрального канада корпуса на длину, равную 3-5 ее наружным диамет- и рам, и цилиндрической на этой длине.

92 6

Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Холин Б. Г. центробежные и вибрационные грануляторы плавов и распылители жидкости. М., Машиностооение, 1977, с. 46-51.

2. Авторское свидетельство СССР

М 269006, кл. Р 26 В 3/12, 1968 (прототип) .

Составитель А. Чал-Борю

Редактор С. Лыжова Техред Л.Пекар Корректор E. Рошко

Заказ 1578/11 Тираж 762 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4