Пневматическая форсунка

Пневматическая форсунка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА , содержащая корпус с газовым и жидкостным коллекторами и патрубками подачи газа и жидкости, размещенный в корпусе /2 пористый вкладыш с коническим сужающимся по ходу потока каналом и установленный в канале шнековый завихритель, образующий с внутренними стенками вкладыща спиральные каналы для подачи жидкости , отличающаяся тем, что, с целью повыщения экономичности процесса распыливания путем уменьшения затрат энергии на подачу сжатого газа и увеличения плотности капельной среды, отношение диаметров входной и выходной частей шнекового завихрителя выбрано равным 1,2-2,0, а отношение диаметра выходной части завихрителя к минимальному диаметру конического сужающегося канала составляет 2-5. СЛ /У ;о со ю 00 СП t4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g(Pft (! ф",: „:1 Ь.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3522906/23-05 (22) 17.12.82 (46) 23.12.85. Бюл. № 47 (71) Московский ордена Ленина и ордена

Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В. Г. Базаров (53) 66.069.83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 975104, кл. В 05 В 7/26, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 909427, кл. F 23 D 11/04, 1980. (54) (57) ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА, содержащая корпус с газовым и жидкостным коллекторами и патрубками подачи газа и жидкости, размещенный в корпусе

„„SU„„1199285 A ц)) 4 В 05 В 7/26 пористый вкладыш с коническим сужающимся по ходу потока каналом и установленный в канале шнековый завихритель, образующий с внутренними стенками вкладыша спиральные каналы для подачи жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности процесса распыливания путем уменьшения затрат энергии на подачу сжатого газа и увеличения плотности капельной среды, отношение диаметров входной и выходной частей шнекового завихрителя выбрано равным

1,2 — 2,0, а отношение диаметра выходной части завихрителя к минимальному диаметру конического сужающегося канала сост а вл яет 2 — 5.

1199285

ВНИИПИ Заказ 7752/4 Тираж 688 Подписное

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к технике распыливания жидкостей и предназначено для получения двухфазных потоков с высоким объемным содержанием жидкости, например в хи мических реа ктор ах.

Цель изобретения — повышение экономичности процесса распыливания путем уменьшения затрат энергии на подачу сжатого газа и увеличение плотности капельной среды.

На чертеже изображена пневматическая форсунка, продольный разрез.

Пневматическая форсунка содержит корпус 1 с газовым и жидкостным коллекторами 2 и 3 соответственно и патрубками 4 и 5 подачи газа и жидкости, размещенный в корпусе 1 пористый проницаемый для газа вкладыш 6 с коническим осевым сужающимся по ходу потока каналом 7 и утолщающимися стенками и установленный в канале шнековый завихритель 8 с выполненными на его поверхности многозаходными спиральными канавками 9, образующий с внутренними стенками вкладыша 6 спиральные каналы 10 для подачи жидкости с уменьшающимся по ходу потока радиусом кривизны.

Вкладыш 6 закреплен в корпусе 1 с помощью патрубка 5 для подачи жидкости, законтренного гайкой 11 и контршайбой 12, и уплотнен прокладками 13 и 14.

Для получения факела распыливания с заданным углом выходной участок канала 7 может быть выполнен расширяющимся, со степенью раскрытия Рс)Р ии не превышающей 2,0.

Отношение диаметров входной и выходной частей шнекового завихрителя 8 составляет 1,2 — 2,0, а отношение диаметра выходной части завихрителя 8 к минимальному диаметру конического сужающегося канала 7 — 2 — 5.

Пневматическая форсунка работает следующим образом.

При подаче жидкости в патрубок 5 она поступает через коллектор 3 к завихрителю 8, закручивается в его спиральных каналах 10, образует вихревое течение в осевом канале 7 и истекает с его кромки в виде тонкой кольцевой пелены. При подаче сжатого газа через патрубок 4 в газовый коллектор 2 он просачивается через поры вкладыша 6 и выдепяется в виде мелких пузырьков в жидкостном потоке в спиральных каналах 10 вкладыша 6 и в вихревом жидкостном потоке в осевом канале 7, нарушая сплошность течения жидкостных потоков. Ввиду уменьшающегося по ходу жидкостного потока радиуса r кривизны спиральных каналов 10 скорость движения жидкости в них Wu в соответствии с законом постоянства циркуляции Wur =

=const увеличивается, что согласно уравнению Бернулли — + — = const вызывает

P 2

5 в них понижение давления. Эти участки спиральных каналов 10 интенсивно насыщаются сжатым газом, скорость которого вследствие падения при этом его среднемассовой плотности еще более воз астает сог10 ласно выражению W= — р,р, r где Лр, — перепад давления;

Р— плотность

Просачивающийся через пористые стенки вкладыша 6 в его осевой канал 7 газ образует на периферии вращающегося в

15 нем жидкостного вихря слои мелких газовых пузырьков, который существенно снижает трение жидкости о стенки канала 7.

Отрываясь от стенки, пузырьки частично просачиваются через слой вращающейся

20 жидкости в поле центробежных сил и схлопываются на внутренней поверхности жидкостного вихря, образуя в газе мельчайшие капли размером 1,5 —,2 мкм.

Оставшиеся в слое жидкости пузырьки, двигаясь с потоком жидкости, измельчаются в градиентном вихревом потоке и истекают вместе с ней в пространство, существенно повышая дисперсность ее распыливания за счет нарушения сплошности жидкостного потока. Экспериментальные исследования предлагаемой форсунки показали, что при увеличении давления газового потока выше давления жидкости и соблюдении указанных соотношений между диаметрами входа и выхода завнхрителя 8, а также диаметрами выхода завихрителя 8 и минимальным диаметром осевого отверстия пористого вкладыша 6, в канале 7 вкладыша 6 реализуется режим течения жидкости на

«Воздушной подушке», когда жидкость отделена от стенок вкладыша 6 слоем газа.

Этот режим характеризуется минимальными вязкостными потерями и обеспечивает при прочих равных условиях наибольшую дисперсность распыливания.

Дальнейшее повышение давления газа вызывает появление процессирующих

45 автоколебаний факела распыливания, сопровождающихся генерированием звука на частоте 800 — 2500 Гц в зависимости от размеров форсунки и резким повышением равномерности орошения и дисперсности распыливания. Возникновение автоколеба 0 тельного процесса повышает КПД использования потенциальной энергии газового и жидкостного потоков для диспергирования жидкости. Расход газа при этом из-за малой проницаемости пористого вкладыша не превышает 0.12 /р от расхода жидкости.