Способ распыления жидкостей Советский патент 1982 года по МПК B05B5/02 

(54) СПОСОБ РАСПБ1ЛЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к способам распыления жидкостей в электрическом поле и может быть применено для покраски, увлажнения воздуха, ингаляции, электрической зарядки и нейтрализадии предметов, а также в топливных горелках.

Известен способ распыления жидкостей, заключающийся в одновременном воздействии потока газа и электрического поля на жидкость, пропускаемую сквозь пористую перегородку 1.

Недостатком этого способа является то, что поверхность взаимодействия жидкости с газовым потоком также мало развита, причем жидкость диспергируется преимущественно на коронирующей кромке, что при подаче радиального потока газа приводит к неравномерности распыла и уносу капель из факела, имеющего кольцеобразное сечение.

Кроме того, зарядка капель в поле коронного разряда энергоемка. Эти факторы приводят к ухудшению дисперсности аэрозоля, причем радиальная подача потока воздуха затрудняет управление потоком электроаэрозоля в электрическом поле.

Цель изобретения - обеспечение возможности получения регулируемого потока высокодисперсного электроаэрозоля.

Указанная цель достигается тем, что в способе распыления жидкостей, заключающемся в одновременном воздействии потока газа и электрического поля на жидкость, пропускаемую через пористую перегородку, согласно изобретению поток газа пропускают через пористую перегородку одновременно с жидкостью.

Кроме того, напряженность электрического поля выбирают в интервале от 0,5 до 20 кВ/см.

Способ осуществляют следующим образом.

Через пористую перегородку, которую смачивают жидкостью и на которую подают высокое напряжение, пропускают сжатый газ. В качестве пористой перегородки использовать как проводящие, так и диэлектрические пористые пластины, поскольку последние при смачивании проводящей жидкостью становятся проводящими. Проводящие пористые перегородки используют для диспергирования диэлектрических жидкостей.

Смачивание перегородки осуществляют предварительным распылением на нее жидкости либо при помощи капельниц или фитилей. Изменением напряженности электрического поля регулируют скорость потока азрозоля, а ориентацией силовых линий поля - его вапраление.

Пример. Для экспериментальной проверки способа используют замкнутый цилиндрический сосуд, ограниченный с одного торца медной пористой перегородкой со средним диаметром пор ЗОмкм и суммарной поповерхностью сечения пор около . Медную перегородку подпитывают путем распыления на нее воды. Одновременно в цилиндрический сосуд подают сжатый воздух, расход которого регулируют при помощи газового редуктора и измеряют ротаметром. Высокое напряжение подают на медную перегородку, напротив которой на расстоянии 4см помещают пластину, заземленную через цифровой микроамперметр, с помощью которого измеряют заряд диспергируемых капель.

В результате установлено, что диспергирование смачивающей медную перегородку жидкости начинается при расходе воздуха через нее около 2-10 м /с, что составляет 2-102м /с на квадратный метр суммарной площади сечения пор. Диспергирование воды происходит при смачивании жидкостью стенок пор, когда в порах имеются каналы для прохождения газа до объемного соотношения жидкости и газа 1:1, при нормальных условиях состояния газожидкостной смеси (температура 0°С и давлении 0,101 МПа). Однако при полном их заполнении жидкостью происходит вытеснение последней с образованием струек и диспергирование прекращается.

Эффективная зарядка капель начинается при напряжениях 2 кВ, что соответствует напряженности электрического поля 0,5 кВ/см. При этом заряд единичной капли радиусом 5 мкм составляет около 2-10 Кл. Верхний предел напряженности электрического поля ограничен величиной пробивного

напряжения. Для однородного поля верхний предел напряженности, как показывают эксперименты, составляет 20 кВ/см и достигает 100 кВ/см и выше. При напряженности поля выше 20 кВ/см возникает разряд, который приводит к существенному увеличению потребляемой электрической мощности устройства (на несколько порядков). Это обусловлено тем, что ток короны составляет порядка 100 мкА, тогда как ток переноса в предлагаемом способе - около 10 нА.

Указанное объемное соотношение жидкости и газа справедливо для всех жидкостей, близких по свойствам к воде, т. е. таких, у которых поверхностное натяжение и динамическая вязкость при нормальных условиях близки к 0,075 Н/м и 0,0017 н-сек/м соответственно.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить качество распыла (дисперсность) , получать факел с равномерной концентрацией аэрозоля кругового сечения, предотвратить унос капель из факела, и, следовательно, сократить расход диспергируемых жидкостей и предотвратить загрязнение окружающей среды.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Лившиц М. Н., Моисеев В. М. Электрические явления в аэрозолях и их применение. М.-Л., «Энергия, 1965, с. 98-101, рис. 27 (прототип).