Способ смешения Советский патент 1988 года по МПК B01F3/02 B01F3/08 

4

00

ел

И.чобретение относится к техноло- гии смешения турбулентных потоков жидкостей или газов и может быть использовано для повышения интенсивных характеристик смесительных устройств в различных отраслях промьпи- ленности, в частности нефтехимическо где для приготовления многокомпонентных растворов, подачи ингибиторов коррозии и других реагентов в основном используется импульсная подача поперечного компонента с помощью дозировочных насосов .

Целью изобретения является повышение эффективности процесса смешения при цикличной подаче поперечного потока.

На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - график зависимости качества смешения (0) от текущего времени процесса согласно известному способу при К 1; на фиг.З - график зависимости качества смешения (0) от текущего времени процесса согласно предложенному способу при К - 1 ; на фиг.4 - график зависимости качества от времени процесса согласно известному способу при К 1; на фиг.З - же зависимость согласно предложенному способу при К 1.

Устройство, реализ тощее способ, содержит низконапорную магистраль 1 и высоконапорную магистраль 2, которая сообщается с дозировочным насосом (не показано ). Магистраль 2 сообщается с коллектором 3, который опоясьшает низконапорную магистраль 1 над системой отверстий 4, вьшолнен ных. прямоугольной формы и ориентированных вдоль магистрали 1. Над отверстиями 4 установлена цилиндрическая обечайка 5, которая может вращаться с помощью исполнительного механизма 6 и вала 7, имеющего зубчатое зацепление с обечайкой 5. Последняя имеет отверстия 8, количество когорьгх равно количеству отверстий 4 на низконапорной магистрали 1. 0т- ,верстия 8 выполнены также прямоугольными и расположены на обечайке 5 по винтовой линии.

Основной центральный поток поступает по мизконапорнок магистрали 1. Поперечный поток от дозировочного насоса в цикл нагнетания поступает через магистраль 2 в коллектор 3,

0

5

0

5

0

5

0

5

0

равномерно распределяется по отверстиям 4 и 8, проходит через отверстия 8 и 4 и истекает в виде системы поперечных струй в центральный поток. Перемещение обечайки 5 определяет изменение места подачи струй по длине низконапорной магистрали 1. При этом в начале цикла место подачи сохраняют неизменным.

При скорости вращения обечайки 5, соответствующей перемещению места подачи на расстояние 1 v 4t, происходит равномерная раздача поперечного потока в центральном и достигается максимальная эффективность смешения (v - скорость транспортировки основного потока; /3t - цикл нагнетания) .

При наличии в высоконапорной магистрали антипульсаторов расстояние 1 К V - at, где К 1 и, следовательно, габариты устройства могут быть существенно снижены.

Пример. Среды: газ - газ. Диаметр проточной части d 51 мм. Соотно шение плoтнocfeй смешиваемых сред j 2,25. Цикл нагнетания Г.. 0,1 с. Перемещение места подап

чи 1 0,2. Относительный расход смешиваемых сред G 0,25. Количество отверстий вдува поперечного компонента п 8 . Размеры отверстий для ввода поперечного компонента d о,- 5 мм. Температуры смешиваемых сред Тс, 295 К, Т 673 К. Давление в потоке . атмосферное (небольшое превьш1е- ние над атмосферным давлением за счет потерь на смешение). Давление в ресивере на струях Р 0,15 кг/см - избыточное давление в коллекторе (ресивере) поперечного компонента.

Качество смешения при предлагаемом способе б 7/ 0,97 при известном - скачкообразно меняется (фиг.2).

В икле нагнетания качествосмешения поддерживается на том жеуровне (0 /0,97), при отсутствиинагнетания в О.

7П р и м е р 2. Среды: газ--- газ. Размеры проточной части Н 70 мм, В fc. 280 мм (прямоугольный канал), j 1,60, G 0,275; d 0,16; t 0,4(H, иВц- характерные размеры проточной части; t - относительный шаг между отверстиями, через которые подаются поперечные струи).

Для предлагаемого технического решения 07/ 0,95; для известного в цикле нагнетания также б 0,95, при отсутствии нагнетания смешения нет.

П р и м е р 3. Среды: жидкость - жидкость. Диаметр проточной части dj 25 мм, d 50 мм. Соотношение плотностей j 0,60. Цикл нагне0,1

от

0,04. Количество отверстий ввода поперечного потока п 3, d 0,01. Температуры смешиваемых сред Т. 295 К, Т 473 К.

Качество смешения для предлагаемого технического решения 07/0,92; для известного при отсутствии нагнетания 9 Х, G,

Качественно аналогичные результаты получены для гетерогенных сред.

Эффективность работы устройства при переменных режимах эксплуатации,

0

5

0

например при изменении скорости транспортировки центрального потока или изменении дроссельной характеристики (К var) может быть обеспечена за счет продольного перемещения обечайки (изменения расстояния 1).

Формула изобретения

Способ смешения двух сред путем подачи в центральный поток одной среды поперечного потока другой среды, распределенного на ряд струй, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения эффективности процесса смешения при цикличной подаче поперечного пбтока, в каждом цикле подачи место ввода поперечного потока непрерьгано перемещают в сторону входа центрального потока, а в начале цикла место подачи сохраняют неизменным.

Изобретение относится к технологии смешения потоков жидкостей или газов. Способ позволяет повысить эффективность смешения при цикличной подаче поперечного потока. Способ подачи двух сред заключается в в том, что в центральный поток одной среды подают поперечный поток другой среды, который распределен на ряд струй. Подачу поперечного компонента осуществляют циклично, при этом в . каждом цикле подачи место ввода попе-- речного потока непрерьшно перемещают в сторону входа центрального потока, а в начале цикла место подачи сох- 5 раняют неизменным. 5 ил. (Л

rsyx I 1//УХ

, ГчууХХ р.У

/////////J -Л/,

Л//

f / 7 / / / / /

ч ч

У

-Л/,

Л/// / / / ///7

У/// ///////7

/ // / / / // /J

9иг. /

фиг. г

в W

Фиг А

Фиг.З

фиг. 5