Испарительное сопло Советский патент 1986 года по МПК F22B3/04 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в устройствах для получения пара. Цель изобретения - повышение паропроизводительности сопла путем повышения степени равновесности процесса вскипания и упрощение конструкции. На чертеже изображено испарительное сопло, продольный разрез. Испарительное сопло выполнено в виде соединенных пережимов 1 осесимметричны.х соосных конфузора 2 и диффузора, образованного сопряженными в одной плоскости входным 3 коническим и выходным-4 участками. Испарительное сопло снабжено паро|-енерирую1Цим элементом, выполненным виде соосно установленного рассекателя, имеюпхего форму примыкающих основаниями прямых конусов 5 и 6, вершины 7 и 8 которых расположены соответственно в конфузоре 2 и в выходном участке 4 диффузора, а общее основание 9 расположено в плоскости сопряжения входного и выходного участков 3 и 4 диффузора. Выходной участок 4 диффузора выполнен коническим с углом конусности ai, отличающимся от угла конусности ос входного участка 3. Последний об)а;иет с конусом 5 кольцевую щель 10. На чертеже обозначены также углы конусности PHY конусов 5 6 парогенерируюшсмо элемента, диаметр I) пос.меднего и расстояние L общего основания 9 от пережима 1. Величины а, D, L и р выбираются из условия обеспечения возможно более полного разрушения метастабильной части струи жидкости, в частности величина L составляет не менее десять то.пцин ко,чьце1«)й П1ели И), Испарительное сопло работает следуюП1ИМ образом. Вскипающая жидкость движется в конфузоре 2сопла, где расположена верщина 7 конуса 5. Последний рассекает струю жидкости, которая далее течет, омывая стенку диффузора сопла и поверхность парогенерирующего элемента в виде сопряженных конусов 5 и 6. По поверхности контакта жидкости и стенок начинается вскипание жидкости, фронт вскипания начинает перемещаться в слой жидкости. Возникает три кольцевых потока; двухфазные квазиравновесные потоки у стенок и однофазный метастабильный между ними. Монотонное изменение площади поперечного сечения кольцевой щели 10 по длине сопла вызывает монотонное изменение параметров квазиравновесного потока. По мере движения по соплу вследствие прогрессирующего вскипания жидкости и увеличения периметра контура поперечного сечения метастабильной струи, вызванное увеличением диаметра конуса 5, толщина слоя жидкости уменьшается и, достигнув сечения сопла с максимальным диаметром D конуса 5 (зона основания 9), полностью разрушается с образованием мелких капель жидкости. Далее образовавшаяся однородная двухфазная квазиравновесная струя продолжает двигаться в диффузоре сопла вдоль конуса 6 с уменьшающимся диаметром. В выходном срезе сопла формируется однородный по поперечному сечению струи двухфазный поток. Предлагаемое техническое решение обеспечивает протекание в рабочей среде термодинамических.процессов в условиях, приближающих их к равновесным, что обеспечивает более полный фазовый переход рабочего тела, а следователно, повыщается паропроизводительность сопла. Формула изобретения Испарительное сопло, снабженное парогенерирующим элементом и выполненное в виде соединенных пережимов осесимметричных соосных конфузора и диффузора, последний из которых образован сопряженными в одной плоскости входным коническим и выходным участками, отличающееся тем, что, с целью повыщения паропроизводительности и упрощения его конструкции, парогенерирующий элемент выполнен в виде соосно установленного рассекателя, имеющего форму примыкающих основаниями прямых конусов, верщины которых расположены соответственно в конфузоре и диффузоре, а общее основание расположено в плоскости сопряжения входного и выходного участков диффузора, причем выходной участок последнего выполнен коническим с углом конусности, отличающимся от угла конусности входного участка.

Изобретение относится к испарительным соплам. Цель изобретения - повышение паропроизводительности и упрощение конструкции сопла. Конусы (К) 5 и 6 рассекают струю жидкости. По повер.хности контакта жидкости и стенок участков 3,4 К 5 и 6 начинается вскипание жидкости. Возникают три кольцевых потока: двухфазные квазиравновесные у указанных стенок и однофазный метастабильный между ними. Увеличение периметра контура поперечного сечения метастабильной струи в зоне К 5 приводит к полному ее разрущению в зоне основания 9 и интенсивному испарению в зоне К 6. В выходном срезе сопла формируется однородный двухфазный поток. 1 ил.