Устройство для дегазации жидкости Советский патент 1988 года по МПК B01D19/00 

3

ю

Ч

СП

о

О)

1Ч

g К Ванцдн-, системе

Изобретение относится к аппаратам 1для дегазации жидкостей, может быть |использовано в химической, нефтехи- мической и авиационной промышленности и является усовершенствованием |устройсгва по авт. св. № 1114435.

Целью изобретения является повы- шение производительности устройства |и уменьшение удельных энергетичес- их затрат. .

На чертеже представлено устройство для дегазации жидкости, общий вид.

Устройство для дегазации жидкости одержит конфузор 1, соединенный с абочим участком 2 и установленной в лем осесимметрично крыльчаткой 3. В еле крыльчатки 3 выполнены каналы 4 1ыходящие на ее тыльную с горону и :ообщакициеся с патрубком 5 вакуум- ;истемы. Крыльчатка 3 установлена с юзможностью продольного перемещения I соединена посредством полого вала с приводом 7 продольных колебаний савитационных элементов, состоящим J3 электромагнитной катушки 8, опор ) скольжения, амортизационного меха- (изма 10 и ограничителя 11 амплитуды

Отношение диаметра крыльчатки 3 1C диаметру рабочего участка 2 соста- ляет 0,2-0,73.

Устройство для дегазации работа- т следующим образом.

Дегазируемая жидкость через кон- рузор 1 поступает в рабочий участок .о скоростью 8-10 м/с, где при обте- J:aнии крыльчатки 3 образуется кави- Тационная каверна. Поскольку давле- в каверне меньше парциальных да- лений растворенных в жидкости газов из жидкости диффундирует в ка- ерну, а затем удаляется по каналам 4, полому валу 6 через патрубок 5 г Йакуум-системы. Посредством приво- tia 1 продольных колебаний крыльчатке 3 передаются продольные колебания Частотой от 8 до 100 Гц. Вследствие 1 езонансных явлений, при совпадении астоты колебаний границ хвостовой асти каверны с частотой колебаний Йрьтьчатки 3, объем каверны увели- ивается в 1,5-2. раза. Пропорциональ ijto объему каверны повышается произ- 1|одительность и уменьшаются удельные ;|нёргозатраты устройства.

Амплитуда продольных колебаний Голого вала 6 на опорах 9 скольже- , определяемая величиной элект5

0

5

рического сигнала, поступающего на электромагнитную катушку 8, регулируется при помощи ограничителя 11 амплитуды и амортизационного меха- .низма 10.

В качестве привода продольных колебаний могут быть использованы различные вибраторы, например, механи- 0 ческие, пневматические, электромагнитные и другие, позволяющие изменять частоту и амплитуду колебаний кави- тационных элементов в широком диапазоне, от единиц до сотен герц. Использование привода продольных колебаний в предлагаемом устройстве позволяет достигать таких режимов дегазации, при которых частота колебаний (пульсаций) хвостовой части каверны совпадает с частотой колебаний кавитационньк элементов, т.е. реализуются резонансные режимы работы устройства для дегазации жидко- . стей. В результате поверхность дегазации увеличивается в 1,5-2 раза, что обеспечивает повьшгение производительности устройства и снижение удельных энергетических затрат.

При отношении диаметра кавитацион- ного элемента к диаметру рабочего участка от 0,2 до 0,73 пррчзводитель- ность и энергозатраты устройства находятся в оптимальном соотношении. Диапазон коэффициента стеснения потока 0,2-0,73 наиболее приемлем как с точки зрения энергетических затрат на процесс дегазации, так и относительно возможности получения устойчивой границы раздела фаз газ-жидкость (поверхности каверны). В частности, при осуществлении режимов развитой кавитации в органических потоках размеры каверны (поверхности дегазации) зависят во многом от величины степени стеснения потока. Уменьшение этого параметра До величины d/D - 0,2, приводит к усилению нестационарности в хвостовой части каверны и возрастание активности обратной , что в конечном итоге приводит к нарушению стабильности всей границы каверны, и следовательно, к уменьшению производительности устройства.

С увеличе.нием степени стеснения (при условии постоянства других параметров, в частности температуры, скорости на входе в аппарат) величина поверхности дегазации увеличивается, это ведет и к росту производитель0

5

0

5

0

5

31407506

ности аппарата. Например, при скоро- каверны, причем последняя зависит не сти на входе в рабочий модуль 10 м/с только от гидродинамических -условий и степени стеснения потока d/D протекания процесса, но и от. степени 0,35 эффект дегазации при шестикра- стеснения потока, тном рециркулировании рабочей жидко- Использование в устройстве для сти составляет 90%, а при d/D 0,50 дегазации жидкости привода продольных степень дегазации достигает 94%. Мак- колебаний кавитационных элементов симальная степень дегазации (98%) на- позволяет повысить производительность блюдается при коэффициенте стеснения ю уменьшить удельные энергетические потока 0,72-0,73.затраты в 1,5-2 раза. К тому же поСледует отметить, что значения ложительньй эффект от использования указанных параметров приведены для предлагаемого изобретения выразится случая, когда температура жидкости в возможности оптимального регулиро- на входе в зону дегазации поддержи- 15 вания производительностью и энерго- вается постоянной. Однако увеличение затратами, причем не только за счет стеснения потока вьше величины d/D изменения, гидродинамики процесса или 0,73 не приводит к существенному геометрии крыльчатки, но и при помо- изменению эффекта дегазации, тогда щи варьирования частоты продольных как энергетические затраты резко 20 колебаний кавитационных элементов. возрастают. Следовательно, диапазон

коэффициента стеснения потока d/D Формула изобретения 0,20-0,73 позволяет при прочих равных условиях (при скорости на входе 1. Устройство для дегазации жид- в аппарат 8-10 м/с) реализовать на- 25 кости по авт. св. № 1114435, о т - иболее оптимальные кавитационные ре- личающееся тем, что, с жимы дегазации жидкостей..целью повышения производительности и

Кроме того, поскольку в предлагае- уменьшения удельных энергетических мом устройстве предусмотрено исполь- затрат, кавитационные элементы снаб- зование привода продольных колебаний ЗО жены приводом продольных колебаний, кавитационного элемента, то указанный 2. Устройство поп, 1, о гли- диапазон стеснений потока даст воз- чающееся тем, что отношение можность в широком диапазоне согла- диаметра кавитационных элементов к совьгоать частоту колебаний кавитатора . диаметру рабочего участка находится и частоту пульсаций хвостовой части s ® пределах 0,2-0,73.

Изобретение относится к теплоэнергетическому оборудованию, может быть использовано преимущественно в системах водоподготовки и позволяет интенсифицировать процесс дегазации и уменьшить удельные энергозатраты путем реализации в зоне дегазации резонансных кавитационных режимов с использованием привода продольных колебаний кавитационного элемента. Дегазируемая жидкость через конфузор 1 поступает в рабочий участок 2 со скоростью 8-10 м/с, где при обтекании крыльчатки 3 образуется кавитационная каверна. Поскольку давление в каверне меньше парциальных давлений растворенных в жидкости газов, газ из жидкости диффундирует в каверну, а затем удаляется по каналам 4, полому валу 6 через патрубок 5 вакуум-системы. Посредством привода 7 продольных колебаний крыльчатке 3 передаются продольные колебания с частотой 80-100 Гц. Вследствие резонансных явлений при совпадении ча- с-тоты колебаний границ хвостовой части каверны с частотой колебаний крыльчатки 3 объем каверны увеличивается в 1,5-2 раза. Пропорционально повышается производительность и уменьшаются удельные энергозатраты устройства. 1 З.П. ф-ЛЫ, 1 Ш1, с %