Центробежная форсунка

Центробежная форсунка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSU ÄÄ 1240458 5р 4 В 05 В 1/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3813741/23-05 (22) 20.11.84 (46) 30.06.86. Бюл. № 24 (72) А. В. Андреев и В. Г. Базаров (53) 66.069.83 (088.8) (56) Патент Великобритании № 1388468, кл. В 2 F, опублик. 1972.

Авторское свидетельство СССР № 1026738, кл. В 05 В 1/34, 1982. (54) (57) ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ФОРСУНКА, содержащая полый корпус с сужающимся по ходу потока выходных участков соплом и установленный в корпусе шнековый завихритель с наклонными к оси форсунки каналами и сужающейся к соплу иглой, образующей с выходным участком корпуса камеру закручивания с канавками в ее стенках, отличающаяся тем, что, с целью увеличения ресурса и качества распыления при работе на перегретой жидкости, между завихрителем и иглой выполнен переходный участок, образующий с корпусом расширяющуюся к соплу кольцевую щель, а канавки выполнены на переходном участке с глубиной, плавно уменьшающейся по ходу потока.

1240458

Изобретение относится к технике распыливания жидкостей и предназначено для распыливания преимущественно перегретых, низкокипящих и теоретически разлагающихся жидкостей в химических реакторах.

Целью изобретения является увеличение ресурса и качества распыления при работе на перегретой жидкости, что достигается путем предотвращения схлопывания кавитационных пузырьков и обеспечения стабильности потока.

На фиг.1 изображена центробежная форсунка, продольный разрез; на фиг.2 — разрез

А — А на фиг.1.

Центробежная форсунка содержит полый корпус 1 с сужающимся по ходу потока выходным участком 2 с соплом 3 и установленный в корпусе 1 шнековый завихритель 4 с наклоненными к оси форсунки каналами 5 и сужающейся к соплу иглой 6, образующей с выходным участком 2 корпуса 1 камеру закручивания 7 с канавками 8 в ее стенках.

Кроме того, между завихрителем 4 и иглой

6 выполнен переходный участок 9, образующий с конусом расширяющуюся к соплу кольцевую щель 10, а канавки 8 выполнены на переходном участке 9 с глубиной, плавно уменьшающейся по ходу потока.

Центробежная форсунка работает следующим образом.

При подаче жидкости к завихривающим каналам 5 завихрителя 4 она истекает в камеру закручивания 7 в виде затопленных струй, касательных к поверхности сужающегося участка 2 корпуса 1, образует в камере закручивания 7 полый вихрь и истекает через сопло 3 в виде тонкой кольцевой пелены, диспергирующей на капли.

При прохождении жидкости через полуоткрытые завихривающие каналы 5 переходного участка 9 завихрителя 4, имеющие уменьшающееся по ходу потока проходное сечение, часть жидкости заполняет кольцевую щель 10. При этом каждая струя как бы расплющивается и растекается по внутренней поверхности сужающегося участка 2 корпуса 1. Это предотвращает образование в камере закручивания 7 зон обратных токов, в которых обычно схлопываются кавитационные пузырьки при возникновении кавитации. Кроме того, при истечении каждой струи из каналов 5 в расширяющуюся по ходу потока кольцевую щель осевая составляющая скорости в ней тормозится, а окружающая, согласно закону постоянства циркуляции, возрастает, закрутка в ней превышает окружную составляющую движения жидкости в каналах 5, вследствие чего там индуцируются вихревые шнуры 11 (фиг.2).

10 !

Согласно закону постоянства циркуляции по оси каждого из вихревых шнуров 11 давление минимально, вследствие чего в их приосевой области возникает вскипание и кавитация жидкости. В данной форсунке за счет организации закрутки струек в открытых каналах 5 и образования вихревых шнуров 11 кавитация организована в толще закрученного потока, что предотвращает разрушение от нее элементов конструкции.

Далее закрученная жидкость совместно с вихревыми шнурами 11 течек по камере закручивания в градиентном потоке с увеличивающейся по мере приближения к соплу 3 окружной составляющей скорости, что приводит к интенсивному диспергированию пузырьков до размеров 0,7 мкм, и истекает через сопло 3 в виде кольцевой пелены, насыщенной паровыми пузырьками. Выполнение конической иглы 6 с углом конусности, большим угла конусности сужающегося участка 2, обеспечивает пологие траектории жидкостного потока в камере 7 закручивания. При одинаковом угле конусности, а тем более при выполнении зазора между участком 2 корпуса 1 и иглой 6 сужающимся площадь проходного сечения кольца, через которое в камере 7 закручивания проходит закрученная жидкость по мере уменьшения радиуса ее вращения, уменьшается, что приводит к росту радиальной составляющей скорости и изменению крутизны траекторий потока жидкости и не обеспечивает требуемого дробления паровых пузырьков. Экспериментально установлено, что различие между углом конусности сужающегося участка 2 корпуса 1 и иглы 6 составляет 8

20 для различных величин конусности корпуса в диапазоне 45 — 120 . Меньшее значение угла 2р приводит к сужению факела и уменьшает дисперсность распыливания, большее значение — к увеличению времени пребывания жидкости в камере 7 закручивания, что увеличивает вязкостные потери и приводит к схлопыванию части кавитационных пузырьков в закручиваемом потоке.

Последнее разрушает поверхности иглы 6 и корпуса 1, которые покрываются следами кавитационной эрозии.

Данная конструкция форсунки способствует образованию вихревых шнуров в закрученном потоке в камере закручивания и локализации по их осям кавитации, а также предотвращает схлопывание кавитационных пузырьков в камере закручивания и измельчает их до 0,7 мкм, что способствует интенсификации распыливания.

1240458

4-4

Редактор М. Циткина

Заказ 3427/5

Составитель И. Морозова

Техред И. Верес Корректор А. Обручар

Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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