Устройство для диспергирования жидкости газом и их смешения Советский патент 1989 года по МПК B01F5/18 

/ /жидк

сд

о ;о о ю

Изобретение относится к машиностроению, может быть использовано для приготовления аэрозолей с различными целями, например для контактирования диспергирующей и дисперсной фаз при химическом взаимодействии, в частности при горении.

Целью изобретения является повышение эффективности смешения,

На чертеже изображено устройство для диспергирования жидкости газом и их смешения.

Устройство содержит смесительную трубу 1 с осевым вводом 2 газа. В стенке трубы выполнено отверстие 3, представляющее собой жидкостный жиклер, и углубление 4,

существования благотворно сказываются на производные от них характеристики процесса: равномерность распределения жидкости в потоке газа, устойчивость работы смесителя в большом диапазоне соотношений расходов

и скоростей газа и жидкости, мелкость дробления жидкости.

В таблице представлены данные, характеризующие влияние размеров углубления на положительный эффект.

10 Таким образом, уменьшение длины зоны затенения менее 1,5 do приводит к исчезновению положительного результата, не обеспечивает эффекта «волнового внедрения жидкости в поток газа, приводящего к

на дне которого и расположен жидкост- 15 мгновенному распаду струи жидкости на кап- ный жиклер. Глубина защитного углубления ли по . выходу из зоны затенения и сподолжна быть равной не менее чем 1,5, а ширина - не менее чем 2 диаметрам жидкостного жиклера, а расстояние между осью жидкостного жиклера и стенкой защитного углубления со стороны ввода газа должно 20 быть в пределах 0,8-1,0 диаметра жиклера.

Устройство работает следующим образом.

Диспергирующий газ подается в смеси- jc тельную трубу 1 вдоль ее оси (по стрелке U/ ra: ;i), диспсргирусмая жидкость подается в смесительную трубу через жидкостное отверстие 3 (по стрелке И/жидк.). Истекающая из жиклера жидкость попадает в зону затенения от аэродинамического воздействия зо потока газа, создаваемую защитным углублением 4. При выходе из зоны затенения ядро струи попадает под полное силовое воздействие потока движущегося газа.

Скорость движения газа по смесительному каналу может быть в пределах 5-20 м/с; 35 диаметр жидкостного отверстия 2,0 мм; длина зоны затенения 3 мм; давление в смесительном канале 0,8 МПа; диспергируемая фаза - вода; диспергирующая фаза - воз- дух.

собствующего глубокому распространению капель поперек потока газа, что определяет отсутствие всех других положительных проявлений.

Так при длине зоны затенения /i/do l нарушается полезная прямо пропорциональная зависимость между глубиной внедрения жидкости и значением гидродинамического параметра ф.

Здесь с ростом ср глубина внедрения жидкости в поток уменьшается, а абсолютное ее значение даже меньше, чем при впрыске со стенки.

Существенно увеличивается длина неразрушенной части струи.

Защитное заглубление глубиной, равное 1 do, сохраняет свое положительное влияние лишь на коэффициент расхода жидкостного отверстия.

Уход из области значений глубины за

глубления значительно больше-г 15 неdo

целесообразен по двум причинам.

Во-первых, необоснованное отнесение точки впрыска от оси газового канала

Определялись границы сплошного ядра уменьшает полезную глубину внедрения в струи жидкости с помощью электрокон- поток, во-вторых, ухудшает весогабаритные

характеристики конструкции.

Соблюдение соотношения расстояния от

оси отверстия до стенки углубления со стотактных измерении, а также границы проникновения жидкости в поток газа с помошью метода электроискровой фотографии.

Наблюдалось мгновенное разрушение дз Р ° а, равного 0,8-1,0 его диа- сплошного ядра струи по выходу из зоны метра, необходимо для обеспечения надеж- затенения и перевод ядра жидкости в ка- прикрытия цилиндрического корня пельное состояние, минуя деформационно- струи, волновые стадии.При отнесении оси отверстия далее укаНаблюдаются и другие положительные занного предела оно будет находиться в зоне особенности: реализация такой зависимости 50 глубокого затекания граничного слоя между величиной дальнобойности струи жид- газа, что фактически уменьшает длину защи- кости Умакс И значением .гидродинамического параметра впрыска ф, при которой с увеличением ф Умакс также увеличивается; коэффициент истечения ц практически не зависит от ф и достигает значения близко- 55 го к его значению для истечения в затопленное пространство.

Увеличение глубины внедрения жидкости и благоприятные преобразования формы ее

щенного участка сируи и как следствие, приводит к исчезновению положительного эффекта.

Формула изобретения

Устройство для диспергирования жидкости газом и их смешения, содержащее смесительную трубу с отверстием в стенке

существования благотворно сказываются на производные от них характеристики процесса: равномерность распределения жидкости в потоке газа, устойчивость работы смесителя в большом диапазоне соотношений расходов

и скоростей газа и жидкости, мелкость дробления жидкости.

В таблице представлены данные, характеризующие влияние размеров углубления на положительный эффект.

Таким образом, уменьшение длины зоны затенения менее 1,5 do приводит к исчезновению положительного результата, не обеспечивает эффекта «волнового внедрения жидкости в поток газа, приводящего к

мгновенному распаду струи жидкости на кап- ли по . выходу из зоны затенения и способствующего глубокому распространению капель поперек потока газа, что определяет отсутствие всех других положительных проявлений.

Так при длине зоны затенения /i/do l нарушается полезная прямо пропорциональная зависимость между глубиной внедрения жидкости и значением гидродинамического параметра ф.

Здесь с ростом ср глубина внедрения жидкости в поток уменьшается, а абсолютное ее значение даже меньше, чем при впрыске со стенки.

Существенно увеличивается длина неразрушенной части струи.

Защитное заглубление глубиной, равное 1 do, сохраняет свое положительное влияние лишь на коэффициент расхода жидкостного отверстия.

Уход из области значений глубины за

глубления значительно больше-г 15 неdo

оси отверстия до стенки углубления со стозанного предела оно будет находиться в зоне глубокого затекания граничного слоя газа, что фактически уменьшает длину защи-

щенного участка сируи и как следствие, приводит к исчезновению положительного эффекта.

Формула изобретения

Устройство для диспергирования жидкости газом и их смешения, содержащее смесительную трубу с отверстием в стенке

для ввода струи жидкости и осевым вводом газа, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности смешения, на внутренней стенке смесительной трубы выполнено углубление, глубина его составляет не менее 1,5, а ширина не менее 2 диаметров отверстия для ввода струи жидкости, при этом отверстие для ввода струи жидкости выполнено в углублении, а расстояние от оси отверстия до стенки углубления со стороны ввода газа равно 0,8- 1,0 его диаметра.

Изобретение относится к машиностроению, может быть использовано для приготовления аэрозолей с различными целями, например для контактирования диспергирующей и дисперсной фаз при химическом взаимодействии, в частности при горении, и позволяет создать малогабаритные, экономичные диспергаторы-смесители с интенсивным процессом диспергирования жидкости, малочувствительные к колебанию давления подачи. Цель изобретения - повышение эффективности смешения. Устройство состоит из смесительной трубы 1 с осевым вводом 2 газа, в стенке которой выполнено отверстие 3, представляющее жидкостный жиклер и защитное углубление 4 определенных размеров. Отверстие 3 выполнено в углублении. Впрыск жидкости в зону аэродинамической тени, создаваемой защитным углублением, свободное, не ограниченное жесткими стенками, истечение жидкостной струи внутри зоны затенения с последующим, при выходе из тени, резким нагружением силовым воздействием потока приводит к мгновенному разрушению струи. 1 ил., 1 табл.

0,266,2

0,35,56,3

0,45,07,2

0,64,28,5

0,2112,4

0,3102,2

0,4582,1

0,65,82,0

0,20,840,84

0, 30,8350,835

0,40,830,83

0,60,830,83