КАМЕРА СМЕШЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК B01F5/00 

Изобретение относится к устройствам для смешения турбулентных потоков жидкостей или газов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в энергетике, химической и нефтяной промышленности для приготовления смеси с заданным составом и качеством.

Известно устройство для смешения двух сред, состоящее из коллектора и корпуса, на боковой поверхности которого расположены отверстия, оси которых совпадают с направлением радиуса вектора поперечного сечения корпуса [1].

Основной недостаток устройства состоит в недостаточной эффективности смешения на переменных режимах. Наиболее близким техническим решением является устройство [2], содержащее коллектор и корпус, на боковой поверхности которого установлены заглушенные с одного торца радиальные насадки, имеющие щели в боковой поверхности в пределах коллектора. Существенный недостаток устройства состоит в значительном снижении эффективности процесса на переменных режимах.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса на переменных режимах.

Цель достигается тем, что в камере смешения, содержащей корпус, на боковой поверхности которого установлены насадки, сообщающиеся с коллектором, с помощью щелей в боковой поверхности, насадки заглушены по торцу со стороны коллектора, а щели на боковой поверхности выполнены тангенциальными насадки снабжены втулками, установленными с возможностью перемещения вдоль оси.

Известно, что качество смешения при поперечной подаче струй определяется конвективным массопереносом и зависит от глубины проникновения струй
θ=H = ; h = a_na_ϕ; dϕ = Ψ(N)
N = ; = ; = ; = ; = где θ - параметр качества смешения; h - глубина проникновения; А - определяющий геометрический параметр потока; a_n - коэффициент формы струи; μ - коэффициент ра-схода; G - массовый расход; F - площадь; ρ - плотность; d - диаметр; a_ϕ - коэффициент закрутки струи; Ψ - функция; N - геометрическая характеристика вихревого устройства.

Индексы: т - тангенциальные щели; у - закрутка; н - насадок; I - поперечные струи; II - поток; см - смесь.

Известно, что увеличение эффективности закрутки, то есть N, приводит к снижению a_ϕ и глубины проникновения струй.

Таким образом при изменении режима работы устройства меняется / в самом общем случае меняется , и, как следствие, уменьшается качество смешения θ. Для того, чтобы при изменении режима работы устройства ((/= var) ) качество смешения сохранялось неизменным, необходимо менять a_ϕ , но таким образом, чтобы обеспечить = const.

В рассматриваемом устройстве изменение a_ϕ достигается за счет перемещения втул- ки вдоль оси насадка, которая позволяет воздействовать на площадь тангенциальных щелей F_т. При уменьшении F_т значение N возрастает, а значение a_у уменьшается.

На фиг.1 приведена установка, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1.

Устройство состоит из корпуса 1, на боковой поверхности которого выполнены насадки 2, сообщающиеся с коллектором 3, насадки 2 заглушены по торцу со стороны коллектора, а на боковой поверхности содержат тангенциальные щели 4, причем насадки 2 снабжены втулками 5, жестко скрепленными со штоками 6, сообщающимися с механизмом 7 осевого перемещения. Положение втулки фиксируется механизмом 8.

Устройство работает следующим образом.

Продукты сгорания движутся в корпус 1, а горючее из коллектора 3 через щели 4 поступает в насадки 2, откуда истекает в корпус 1, где эффективно перемешивается на номинальном режиме, то есть при фиксированном положении втулки 5. При изменении режима работы меняется / и, как следствие, θ. Для того, чтобы при изменении режима работы (/= var ) обеспечить θ = const, следует менять a_ϕ таким образом, чтобы получить = const.

В предлагаемом устройстве a_ϕ меняют за счет перемещения втулки вдоль оси насадка. Перемещение осуществляется механизмом 7 через шток 6. Положение втулки фиксируется механизмом 8.

Исследования в широком диапазоне изменения геометрических режимных параметров = 0-0,80, = 1,0-2,65, = 0,01-0,10, F_т = var показали, что для каждого значения / существует свое оптимальное значение F_т, при котором качество смешения максимально.

Использование: смешение потоков жидкостей или газов в энергетике, химической и нефтяной промышленности. Цель - повышение эффективности процессов на переменных режимах за счет того, что камера смешения снабжена радиальными насадками, на боковой поверхности которых выполнены тангенциальные щели, причем насадки снабжены втулками, установленными с возможностью перемещения вдоль оси насадка. 3 ил.

КАМЕРА СМЕШЕНИЯ, содержащая корпус, в боковой поверхности которого установлены сообщающиеся с коллектором насадки, заглушенные по одному из торцов, имеющие щели в боковой поверхности, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности процесса на переменных режимах работы, насадки снабжены втулками, установленными с возможностью перемещения вдоль оси насадка, а щели в их боковой поверхности выполнены тангенциальными.