Центробежный дисковый распылитель с гидродинамическим и гидростатическим распылением

Центробежный дисковый распылитель с гидродинамическим и гидростатическим распылением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к распылительным устройствам и может найти применение в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности для интенсификации тепло - и массообмена фаз в процессах сушки, охлаждения жидкостей, кондиционирования воздуха. К недостаткам используемых центробежных распылителей относится неравномерность распределения дисперсной фазы в рабочем пространстве аппарата, что вызывает снижение общей объемной интенсивности тепло - и массообмена.

Например, при гидродинамическом распылении вращающимися дисками с радиальными каналами образуется плоский факел в форме диска, в центральной части которого плотность потока распыленной жидкости достигает наибольших значений, а состояние газовой фазы приближается к насыщенному, что резко снижает интенсивность тепло - и массообмена фаз и повышает дальнобойность распылителя. В распылительных сушилках это приводит к увеличению размеров сушильных камер (Лыков М.В. Сушка в химической промышленности. - Химия. - М. - 1970, с.249-250).

Задача изобретения направлена на интенсификацию тепло - и массообмена в системах воздух - распыленная жидкость - газ за счет увеличения начального рассеяния дисперсной фазы при ее образовании.

Задача решается совмещением гидродинамического распыления с гидростатическим путем использования центробежной силы, действующей на распыливаемую жидкость в радиальных каналах вращающегося диска, сообщающихся с кольцевой камерой в середине диска с кольцевым входом с торца, служащей для распределения жидкости между каналами и подачи ее в каналы. Каналы для гидродинамического распыления выходят на цилиндрическую поверхность диска, а чередующиеся с ними каналы для гидростатического распыления сообщаются с соплами на периферии торца диска, направленными параллельно оси его вращения в сторону, противоположную подаче жидкости в распределительную камеру.

Каналы для гидродинамического распыления используются также для слива избыточной подачи жидкости в кольцевую распределительную камеру диска.

На фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство.

Распылительное устройство содержит диск 1, кольцевой канал 2 для подачи жидкости и камеру 3 для распределения жидкости по радиальным каналам 4 гидродинамического распыления, выходящие на цилиндрическую поверхность диска, а также радиальные каналы 5 и сообщающиеся с ними каналы 6 для гидростатического распыления механической форсунки 7.

В кольцевой канал входит питательная трубка 8 для подачи жидкости.

Диск крепится на валу 9 с помощью гайки 10. Вращение вала осуществляется через привод, который на чертеже не указан.

Предлагаемый распылитель работает следующим образом.

Диск 1 приводится во вращательное движение от привода, который на чертеже не указан.

По питательной трубке 8 жидкость поступает через кольцевой канал 2 в камеру 3, где распределяется. Часть жидкости через радиальные каналы 4 выходит на цилиндрическую поверхность диска и затем диспергируется, другая часть жидкости через каналы 5, 6 для гидростатического распыления посредством механической форсунки 7.

Таким образом, за счет использования разнонаправленных факелов гидродинамического и гидростатического распыления повышается общая объемная интенсивность тепло- и массообмена при более полном использовании рабочего пространства аппарата.

На фиг.2, на примере распылительной сушилки, показаны формы факела распыла при гидродинамическом распылении (1) и при совокупном гидростатическом и гидродинамическом центробежном распылении жидкости (2) в соответствии с предлагаемым изобретением.

Гидростатическое давление, Па, создаваемое в механической форсунке распыливающего диска, вычисляется в зависимости от частоты его вращения n, об/мин, и радиусов входа в каналы R₁ и выхода R₂ (м) из них по уравнению:

P=0,5ρ(πn/30)²(R₁ ²-R₂ ²)

Например, при частоте вращения диска n=10000 об/мин, R₁=0,06 м; R₂=0,035 м расчетное давление жидкости с плотностью 1000 кг/м³ равно 13,01·10⁵ Па. Расход жидкости и давление можно изменять за счет изменения диаметров сопел.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить общую объемную интенсивность тепло- и массообмена при более полном использовании рабочего пространства используемого аппарата.

Дисковый распылитель с гидродинамическим и гидростатическим распылением жидкости, состоящий из вращающегося диска с радиальными каналами, часть которых сообщаются с цилиндрической поверхностью диска и кольцевой распределительной камерой, имеющей кольцевой вход в нее с торцовой поверхности диска, служащей для подачи и распределения между каналами распыливаемой жидкости, отличающийся тем, что остальные каналы сообщаются с распределительной камерой и соплами на периферии торца диска, направленными параллельно оси его вращения в сторону, противоположную подаче жидкости в распределительную камеру.