Способ получения аэрозолей и паронасыщения газов Советский патент 1989 года по МПК B05B17/00 B05B17/06 

Изобретение относится к ультразвуковой технологии. Оно может быть исг . .пользовано в технике кондидионирова--ния воздуха и других отраслях народ-: кого хозяйства.

Цепью изобретения является повышение эффективности процесса распьше- . Нйя жидкости и надежности работы из-. лучателя акустических колебаний. .

На чертеже изображено устройство для реализаций указанного способа. : .

Устройство содержит корпус 1, в котором с зазором для прохода воздуха смонтирован сосуд 2 с токопроводя-: щей жидкостью 3, а также генератор 4 токов высокой частоты, электрически соединенньй с излучателем 5 акустическшг колебаний, нижним электроконт тактом 6 и верхним электроконтактом 7, выПопняяэщйм функции ограничителя высоты ультразвукового фонтана 8, смон:тированйыми на плавающей диафрагме 9.

Устройство также снабжено вейтилЗ .тором 0у фильтром П, тангенциальным воздухораспределителем 12, патрубком 3 отвода аэрозоля и периодичесС/) С кого залива жидкости в сосуд.

Устройство для осуществления способа получения аэрозолей и паронасыщения газов работает следующим образом

Излучатель 5 акустических колебаний создает направленгдай вверг;; пото

м 00 акустической энергии, при этом.над верхност жидкости образуется ульт; звуковой фонтан 8, от поверхности KI

тррого отделяется аэрозоль. Воздух, проходя через фильтр Пи тангенциальный воздухораспределитель 12, на правляется вентилятором 10 в сосуд из которого через патрубок {3 вывод ся аэрозоль.

Монтаж излучателя 5 на плавакщей

диафрагме 9.обеспечнвает постоянств

ад поддержания оптимального слоя воды ним. при периодическом.пополнении со суда жидкостью. К электроконтактам и 7 подводят Э1лектрический ток для его пропускания через фонтан с цель экспресс-нагрева части жидкости, на ходящейся в фонтане непосредственно перед ее распылением. Это позволяет форсировать производительность устройства по массе генерируемого аэрозо ля, а также регулировать температуру потока аэрозоля на выходе из корпуса, то есть регулировать характеристику процесса обработки воздуха. При прохождении электрического тока через фонтан, образованнЬ1Й электропроводной жидкостью, в нем выделяет ся теплота, то есть жидкость, образующая фонтан, нагревается. Масса ясид кости, находящаяся в фонтане, составляет примерно одну сотую часть всей массы жидкости, йаходящейся в сосуде, поэтому экспресс-нагрев этой части жидкости (2-3 см ) легко реализовать Для нагрева жидкости в ультразВукр вом фонтане можно рекомендовать использовать сетевой электрический ток обычного или трансформированного напряжения в зависимости от.удельного электрического сопротивления жидкоети, высоты фонтана и расчетного нагре ва жидкости. Нагрев осуществляется за время подъема жидкости в фонтане, то есть он практически безынерционен. Причем наивысшую температуру будет иметь верхняя част.ь фонтана, так как в нижнюю часть фонтана поступает холодная жидкость. Наибольшая интенсификация процесс распьшения достигается в верхней части фонтана, таккак именно в ней до стигается максимальная температура жидкости. , Максимальная производительность устройства достигается сразу же после его включения и легко может регул роваться изменением напряжения между электроконтактами. При отсутствии фонтана электричес кая цепь нагрева жидкости разомкнута Это предотвращает аварийные ситуации и излишние потери энергии. При применении обычных поверхност ньрс электронагревателей жидкости в случае нарушения расчетного режима р боты устройства часто возникает пере грев нагревателей (иногда разогреваются на несколько сотен градусов, на пример при утечке жидкости из корпуса). Это приводит к -выходу нагревате лей из строя; к выходу из строя устройства, например, при оплавлении и деформации пластмассового корпуса и т.д.; к возгоранию устройства. Применение данного нагрева жидкости путем пропускания электрического тока непосредственно через фонтан практически исключает создание указанных аварийных ситуаций, так как поверхность фонтана не может нагреваться выше температуры кипения жидкости (при вскипании жидкости электрическая цепь разрывается). Улучшаются условия прохождения ультразвуковых колебаний через слой жидкости непосредственно в столб фонтана. Технические характеристики излучателя остаются стабильными, так как жидкость, омывающая его поверхность, нагревается очень незначительно. Потери теплоты в окружающую среду становятся минимальными, минимально нагревается и воздух, транспортирующий аэрозоль. Таким образом, применение нагрева распыляемой жидкости пропусканием электрического тока через фонтан представляет собой компромиссное решение, в котором объединены наилучшие технические возможности способа распыления в ультразвуковом фонтане как с нагревом жидкости, так и без него. Повышение производительности устройства за счет нагрева жидкости предпочтительнее, чем за счет увеличения акустической энергии как по экономическим, так и по соображениям эксплуатационной надежности излучателя, рабочая поверхность которого подвергается кавитационному разруЩению. Для подтверждения достижения цели изобретения проведен следующий расчет. Известно, что количество теплоты, вьщеляемое электрическим синусоидаль- ным током при его пропускании Через проводник (фонтан жидкости), ft - и лQ -;fr-R-;;где и - напряжение между электроконтактами;R - электрическое,сопротивление фонтана; t - время действия электрического тока (время подъемав фонтане) . Известно также, что количество теплоты, необходимое для нагрева тела, , Q C-m-ut, 5 где С - теплоемкость жидкости; m - масса жидкости в фонтане; .й диапазон изменения температу ры нагреваемой жидкости Приравнивая эти два выражения, нахо дим напряжение электрического тока, необходимое для нагрева жидкости от начальной до заданной температуры. и -jl,41 С-m-с-Р.-At . На примере генератора тумана для климатических испытательных камер (производства Волгоградского машиностроительного завода) находю напряжение i требуемое для нагрева распыляемой жидкости от 20 до 35 С (iSit« . ; ., Высота фонтана Н м, диаметр фонтана 1 0,005 м, удельное электрическое сопротивление жидкости Р 1800 Омм. По этим данным масса на греваемой жидкости в фонтане состав. ляет ; .; - ; ,..0,l 2.1.0. Sis0,002 кг, где J - Удельный вес, кг/м . Электрическое сопротивление фонтана составляет: R и S-H 1800 0,1 1800м. Найдем ответ; и ,4 41870,002-О, Г -180 15« В. 34 Примечание. Расчетное напряжен подводимого тока можно уменьшит например, до сетевого), если воспол зоваться множеством других варианто расположения электроконтактов фон в устройстве, реализующем предлож ный способ, т.е. сократить рассто между контактами. При использовании данйого спос ба в целях кондиционирования воздуха зсобенно важно, что увлажнение воэду происходит с минимальным его допо аительным Нагревом. Это в большинст случаев повышает эффективность Ис эльзования ульт1 азвуковых аэрозольны устройств в системах кондиционирования воздуха и расширяет их облает применения в других отраслях нароЩюго хозяйства. Применение в системах кондициоЛрования воздуха ультразеуковьк доув 1Жнителей, которые обеспечивают мин мальный нагрев обрабатьшаемо о во tyxa (уклон процесса доувлажнения в not щении - 200 кДяс/кг), позволяет noj чать приведенные затраты на систег целом на 10% меньше, чем при испол зовании традиционного, более знач тельного подогрева воздуха (уклон роцесса доувлажнения - 1800 кДж/кг)

/V/v/wy / /

W ff

0

/W/////