Струйный аппарат Советский патент 1993 года по МПК F04F5/04 

Изобретение относится к насосостроё- нию, а более конкретно к струйным аппара- в которых поток активной жидкости

там, ли( же- ид

щи

о газа инжектирует другой поток, и мо- использоваться в химии, строительстве

сти

Р-.

Известен струйный аппарат, содержал патрубок подвода активной жидкости, лиЕ о газа, сообщенный с рабочим соплом.

Основным его недостатком является ниг кий КПД из-за гидродинамического несовершенства процессов йнжекции, тепло - и мае сообмена, что ограничивает возможноего применения в промышленности.

8 другом известном изобретении с целью интенсификации процессов инжек- ЦИУ, тепло- и массообмена применено дополнительное устройство(сопло с упругим элементом), которое позволяет интенсифицировать гидродинамику проточного тракта струйного аппарата, обеспечивая увеличение поверхности межфазного контакта при нал зжении на рабочие среды автоколебаний, Основным недостатком указанного апп фата является, по-прежнему, недостаточная эффективность процессов йнжекции

тепло- и мас сообмена вследствие

недостаточно эффективной гидродинамики.

Это объясняется тем, что часть поперечного и продольного сечения проточного тракта перекрывается этим дополнительным устройством, создающим дополнительное гидравлическое сопротивление на пути движения рабочих сред, а также тем, что увеличение поверхности межфазного контакта при наложении автоколебаний имеет весьма низкий КПД, свойственный всем подобным процессам.

Известно также изобретение, где с целью максимального КПД при различных расходах и напорах смешиваемых жидкостей, струйный аппарат снабжен полым цилиндром с торцевой стенкой, имеющей прямоугольное отверстие, выполненное симметричным относительно плоской прямоугольной камеры смешения, причем полый цилиндр установлен с возможностью осевого перемещения относительно камеры смешения, а активное сопло выполнено в виде 2-х цанг плоских из упругого материала, наружные поверхности цанг вблизи выходного сечения сопла снабжены клиновыми поверхностями, входящими в прямоугольное отверстие в торцовой стенке полого цилиндра, плоские цанги прикреплены к Патрубку подвода активной жидкости,

М

ю со

о

00

а последний установлен с возможностью осевого перемещения относительно полого цилиндра. По совокупности наиболее близких к заявляемому устройству существенных признаков принимаем его за прототип.

Целью изобретения является повышение КПД и интенсификация смешения сред.

Поставленная цель достигается тем, что в струйном аппарате, содержащем патрубок подвода активной среды, активное сопло, с профилированной проточной частью и выходным щелевидным отверстием и камеру смешения с диффузором прямоугольного поперечного сечения, причем большая ось симметрии последних совпадает с большой осью симметрии щелевидного отверстия, поверхность проточной части активного сопла выполнена в виде сферЙчШкбго сегмента, а отношение длины к ширине щелевидного отверстия сопла составляет не менее 15,

Существенность указанных признаков иллюстрируется нижеследующими положениями.

Сопло в виде диска с впадиной в виде сегмента/очевидно, позволяет плавно без существенных потерь на трений перейти в поперечном сечении сопла с формы круга на прямоугольную щель. Очевидность под- тверждаетс я большими потерями на трение жидкости в сопле прототипа по гидравлической схеме резкое сужение (переход с круга на прямоугольник) по сравнению со схемой плавное сужение (с круга на хорду шарового сегмента); т.е. повысить КПД на 15-20%. Кроме того, выполнение прямоугольного отверстия в виде щели с отношением длины к ширине более 15 позволяет обеспечить усЖвие монодисперсного рас- пыла жидкости или другой среды за счет приближения диаметра образующихся капель или1 частиц пб размеру к ширине щели, т.е. их нивелированию или просеву, что по данным проведенного нами опыта обеспечивает повышение КПД (за счет увеличения поверхности капель межфазного контакта жидкости и газа) на 15-20%.

На чертеже представлена конструктивная схема струйного аппарата.

Аппарат содержит патрубок подвода среды 1, рабочее сопло 2 и камеру смешения 3.

Аппарат работает следующим образом.

При подаче в сопло 2 активного рабочего потока среды или газа через патрубок 1, сопло 2 плавно формирует монодисперсный факел этой среды прямоугольного сечения, который попадает в камеру смешения 3 соответствующего прямоугольного сечения, где эффективно соударяется (сцепляется) с инжектируемым потоком жидкости или газа, поступающего перпендикулярно большей оси прямоугольного сечения факела

рабочего потока, далее указанный смешанный поток с развитой межфазной поверхностью выходит из камеры смешения на дальнейшее употребление. В пределах данного изобретения соотношение размеров

сторон прямоугольного сечения сопла большей и меньшей испытано в пределах 5-20. Наилучшие результаты достигаются при соотношении более 15. КПД процессов инжек- ции, тепло- и массообмена при этом

воз0астает на 15-20%.

При изменении ориентировки оси инжектируемого потока относительно большей оси прямоугольного сечения сопла и камеры смешения, а также уменьшения соотношения большей его стороны к меньшей меньше 15 - приводит к снижению КПД процессов.

Использование струйного аппарата описанной конструкции, позволит расширить сферу их применения вследствие повышения эффективности. Например в газоплазменной наплавочной технике для формирования прямоугольного факела среда с соответственной экономией металла.

Сущность изобретения: большая ось симметрии камеры смешения с диффузором прямоугольного поперечного сечения совпадает с большей осью симметрии выходного щелевидного отверстия. Поверхность проточной части активного сопла выполнена в виде сферического сегмента.. Отношение длины к ширине щелевидного отверстия сопла составляют не менее 15. 1 ил.

Формула изобретения Струйный аппарат, содержащий nafpy- бок подвода активной среды, активное сопло с профилированной проточной частью и выходным щелевИдным отверстием и камеру смешения с диффузором прямоугольного поперечного сечения, причем большая ось

симметрии последних совпадает с большой осью симметрии щелевидного отверстия, отличаю щи и с я тем, что поверхность проточной части активного сопла выполнена в виде сферического сегмента, а отношение длины к ширине щелевидного отверстия сопла составляет не менее 15.

Инжектируемый поток (жидкость или твердое)

ВидА