Способ генерации монодисперсных капель

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 47525 А а 9) Бэпп ЗаВ 0 0 АРСТВЕННЦЙ НОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОС ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ,СВИДЕТЕЛЬСТВУ И 74204/23-05(54) (57) СПОСОБ ГЕНЕРАПИИ МОНОДИСПЕРСНЫХ КАПЕЛЬ, заключакщийсЯ втом, что струю жидкости пропускаютчерез Фильеру с последукицим вытягиваниеми дроблением ее на капли путем воздействня на струю постоянным электрическим полем, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения степенимонодисперсности и регулярностиследования капель, на струю дополниттельно воздействуют переменным электрическим нолем в направлении вытягивания струи.Изобретение относится к технической физике, конкретнее к способам создания искусственно увлажненных потоков воздуха с заданным процентным содержанием влаги и определенной степенью дисперсности, и может быть использовано для калибровки измерителей влажности, устанавливаемых на паропроводах влажного пара тепловых и атомных электростанций.Известен способ генерации моно дисперсных капель путем модуляции скорости струи жидкости, истекающей из сопла, Струя модулируется осевой вибрацией сопла, осуществляемой с помощью электрострикционного 15 вибратора 13.Недостатком этого способа является невозможность плавного регулирования размеров капель.Наиболее близким к предлагаемому является способ генерации монодисперсных капель, заключающийся в том, что струю жидкости пропускают через фильеру с последующим вытягиванием и дроблением ее на капли путем 25 воздействия на струю постоянным электрическим полем Г 23.Недостатком известного способа является небольшая степень монодисперсности и отсутствие регулярности следования капель ввиду того, что дробление струи происходит самопроизвольно под действием электрических сил отталкивания.Пель изобретения - повышение степени монодисперсности и регулярности следования капель.Укаэанная цель достигается тем, что согласно способугенерации монодисперсных капель, заключающемуся 40 в том, что струю жидкости пропускают через фильеру с последующим вытягиванием и дроблением ее на капли путем воздействия на струю постоянным электрическим полем, на струю 45 дополнительно воздействуют переменным электрическим полем в направлениивытягивания струи.На фиг.1 и 2 изображены схемы реализации предлагаемого способа.Из системы 1 подачи жидкости подводят жидкость к отверстию фильеры. электрода 2. От источника 3 постоянного напряжения к фильере-электроду 2 и кольцевому электроду 4 подают постоянное напряжение, величину 55 которого устанавливают в соответствии с заданным размером капель, Под действием постоянного электрического поля струя жидкости вытягивается и ее диаметр уменьшается. 60Величину напряженности постоянного электрического поля устанавливают исходя из заданного размера капель. Под воздействием аэродинамических и капиллярных сил происходит дробле ние струи на капли, размер которых и частота следования носят случайный характер и определяются случайными нерегулярными возмущениями, действующими на струю.От генератора 5 переменного напряжения к фильере-электроду 2 и кольцевому электроду 4 подводят переменное напряжение. Повышают напряженность переменного электрического поля и с помощью известных методов, например микроскопом со стробоскопическим подсвечиванием (не показан), регистрируют момент, когда нерегулярное дробление струи жидкости сменится дроблением ее на капли с Заданной частотой следования и размером, Амплитуда напряженности переменного электрического поля, соответствующая началу регулярного режима дробле- ния, определяет минимальную амплитуду рабочего значения напряженности поля. Максимальную величину напряженности переменного электрического поля выбирают таким образом, чтобы в сумме с напряженностью постоянного .электрического поля она не вызывала самопроизвольного разрушения струи под действием электрических сил отталкивания, .Изменяя напряженность переменного электрического поля в пределах от указанных величин минимального и максимального значений амплитуды, находят такую, при которой движение струи становится наиболее регулярным. Частоту следования капель регулируют, изменяя частоту переменного электрического поля., Н р и м е р . От источника 3 постоянного напряжения к фильереэлектроду 2 и кольцевому электроду 4 подают постоянное напряжение такой величины, что напряженность электрического .поля между электродами (средняя) равна 0,810 в/м. Под. действием постоянного напряжения этой величины струя жидкости, вытекающая из фильеры-электрода, диаметром 50 мк вытягивается и сжимается до поперечного размера в 20 .мкФПосле подвода кструе жидкости постоянного электрического поля включают источник переменного напря.жения и, плавно увеличивая напряженность поля, фиксируют момент, когда хаотическое дробление струи на капли приобретает регулярный характер. Значение амплитуды напряженности . переменного электрического поля, соответствующее этому моменту, характеризует минимальное значениеамплитудыПри поперечном размере струи жидкости в 20 мк минимальное значение амплитуды напряженности переменного электрического,;поля находится в преказ 7804/7 Тираж 689ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и113035, Москва, Ж, Рауш Подписноекомитета СССРоткрытийокая наб., д.4/5 филиал ППППатент, г,ужгород, ул,Проектная делах (0,01-0,05) 104 в/м в зависимости от конфигурации электродов и параметров системы подачи жидкости. При частоте следования капель 8000 Гц диаметр капель составляет 37 мк, 5Изменяя напряженность постоянного электрического поля в пределах от 0 до 1,2 10 В/м, получают диаметр капель от 80 мк до 24 мк.Частота переменного .электрическо" 10 го поля, определяющая частоту следования капель, находится в пределах 10 -105 1 ц.При превышении суммарной мгновенной напряженности электрического поля 15 выше определенной величины происходит самопроизвольное разрушение образовавшихся капель на более мелкие произвольного размера. Значение нап-. ряженности электрического поля, при котором это происходит, зависит от размеров капель и тем больше, чем меньше размер генерируемых капель,.Согласно:способу-прототипу струя самопроизвольно дробится на капли под воздействием электрическогополя, поэтому регулярность следования капель отсутствует и степеньмонодисперсности невысока. Так, присреднем диаметре капель 8 мк, соответствующей напряженности постоянного электрического поля Е = 1/210 В/м,встречаются капли размером 6-10 мкс вероятностью Р = 0,95.Использование предлагаемого способа -позволяет создать регулярныйпоток следования капель, посколькучастота их следования целиком определяется частотой налаженного переменного электрического поля,В свою очередь, регулярность образования капель является причинойвысокой монодисперсности потока.Разброс в размерах капель попредварительной оценке не превышает2-3. Повышение степени монодисперсности и регулярности следования капель и составляет технико-экономический эффект от использования изобретения.