Пневматическая форсунка

;.дн .".:;тс-, д;д -ения дисперсности ордена ый инРпротоРСУН щаяся М 3 Й ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский ордена Ленина иОктябрьской Революции авиационнститут им. Серго Орджоникидзе(54) (57) 1, ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФОКА по авт. св.975104, отличаю тем, что, с целью повышраспыла и равномерности распределения капель по сечению газожидкостного потока, пористый вкладыш выполнен из двух соосно установленных конусообразных частей, обращенных одна к другой меньшими основаниями, причем первая по ходу движения потока часть вкладыша выполнена с проницаемостью, меньшей, чем вторая часть вкладыша,2. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что вторая по ходу движения потока часть вкладыша выполнена с уменьшающейся в направлении потока проницаемостью.Изобретение относится к технике распыливания жидкостей и предназначено для получения мелкодисперсных двухфазных газожидкостных потоков и аэрозолей с диаметром капель 10 - 5 мкм и менее, с равномерным распределением жидкой фазы по поперечному сечению газожидкостного потока (12 - 15 О/о)По основному авт. св.975104 известна пневматическая форсунка, содержащая корпус с патрубком подачи жидкости и осевым каналом подачи газа, в котором размешен проницаемый пористый вкладыш, вокруг которого выполнен кольцевой коллектор для подвода жидкости, соединенный с патрубком подачи жидкости, при этом вкладыш выполнен со сквозным осевым отверстием, а торец вкладыша, обращенный к выходной кромке форсунки, выполнен непроницаемым,Известная форсунка обеспечивает тонкое распыливание (диаметр капель 10 - 20 мкм) при удовлетворительном качестве распределения концентрации жидкой фазы по поперечному сечению газожидкостного потока. Отношение величины концентрации по оси потока к величине на периферии составляет 20 - 25 О/о 11.Однако решение ряда технических задач требует создания устройств, обеспечивающих более высокую дисперсность распыливания (до 10 - 15 мкм) при более равномерном распределении жидкости в газовом потоке (до 12 - 15/о). Цель изобретения - повышение дисперсности распыла и равномерность распределения капель по сечению газожидкостного потока.Эта цель достигается тем, что в пневматической форсунке пористый вкладыш выполнен из двух соосно установленных конусообразных частей, обращенных одна к другой меньшими основаниями, причем первая по ходу движения потока часть вкладыша выполнена с проницаемостью, меньшей, чем вторая часть вкладыша.Кроме того, в пневматической форсунке вторая по ходу движения потока часть вкладыша выполнена с уменьшающейся в направлении потока проницаемостью.На фиг. 1 изображена пневматическая форсунка, продольный разрез; на фиг. 2 - график б =1(х) изменения проницаемости Й пористых вкладышей по длине (начало координаты х совпадает с торцом первой. по ходу движения потока части вкладыша, а направление - с направлением движения потока).Пневматическая форсунка содержит корпус 1 с патрубком 2 подачи жидкости и осевым каналом 3 подачи газа, в котором размещен проницаемый пористый вкладыш 4, вокруг которого выполнен кольцевой кол 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лектор 5 для подвода жидкости, соединенный с патрубком 2 подачи жидкости. Приэтом вкладыш 4 выполнен со сквозным осевым отверстием 6, а торец 7 вкладыша 4,обращенный к выходной кромке форсунки,выполнен непроницаемым,Сквозное осевое отверстие 6 выполнено в виде профилированного сопла, например сопла Лаваля.Пористый вкладыш 4 выполнен из двухсоосно установленных конусообразных частей 8 и 9, обрашенных одна к другой меньшими. основаниями, причем первая по ходудвижения потока часть 8 вкладыша 4 выполнена с проницаемостью, меньшей, чемвторая часть 9 вкладыша 4, выполненнаяс уменьшающейся в направлении потокапроницаемостью.Первая и вторая части 8 и 9 пористоговкладыша 4 закреплены в корпусе 1 патрубком 10, имеющим осевой канал 3 и штуцер1 для подвода газа.В корпусе 1 также имеется кольцевойколлектор 12, соединенный, с кольцевымколлектором 5 рядом концентрических сквозных сверлений 13 и изолированный от внешней среды крышкой 14 коллектора 5 с расположенным на ней патрубком 2 для подвода жидкости.Входной торец 15 пористого вкладыша4 выполнен непроницаемым, а внутренняяи наружная поверхности 16, 17 и 18, 19 вкладыша 4 выполнены проницаемыми.Герметичность установки частей 8 и 9вкладыша 4 в корпусе 1 обеспечивается прокладками 20 и 21.Пневматическая форсунка работает следующим образом.Жидкость через патрубок 2 подаетсяв коллектор 5, откуда через сквозные сверления 13 поступает в коллектор 12, подводится к проницаемым поверхностям 18 и19 и проникает в части 8 и 9 вкладыша 4.Газ через штуцер1 по осевому каналу 3патрубка 1 О подается к отверстию 6 части8 вкладыша 4. Жидкость просачивается через проницаемые поверхности 16 и 1 иистекает в отверстие 6 частей 8 и 9 вкладыша 4 в виде тонких струек (при высокомперепаде давления по жидкостному тракту) или в виде жидкостной пелены (принизком перепаде). В последнем случае механизм образования капель связан с образованием на поверхностях 16 и 17, смоченных жидкостью, поверхностных волн, гребни которых срываются газовым потоком.При движении газа по сквозному отверстию6 проницаемой части 8 вкладыша 4 он ускоряется, насыщается каплями жидкости,что приводит к некоторому снижению скорости потока, но и одновременно к снижениюпотребного критического перепада давлелеиия по сравнению с чистым газом. При критическом перепаде давления в критичес113ком сечении между частями 8 и 9 вкладыша 4 реализуется критический режим течения и поток разгоняется в профилированном отверстии 6 второй части 9 вкладыша 4 (диффузорной), где концентрация жидкой фазы увеличивается по мере движения потока к выходу из форсунки. Чтобы не снижать эффективность распыливания жидкости из-за снижения критической скорости звука в двухфазном потоке, конфузорная часть 8 пористого вкладыша 4 с отверстием 6 выполнена с малой проницаемостью, которая определяется условиями формирования ядра газожидкостного потока. Чтобы не вносить возмущений в газовый поток, сформированный в канале 3 патрубка 10, торец 7 вкладыша 4 выполнен непроницаемым. Основная масса жидкости поступает в поток на начальном участке второй части 9 вкладыша 4 (диффузорной), что обеспечивается уменьшением проницаемости части 9 вкладыша 4 по ходу потока. Поскольку конфузорная часть 8 вкладыша 4 ответственна за формирование ядра газожидкостного потока, то при низких скоростях газового потока необходимо реализовать энергетически менее емкий способ качественного распыливания, а именно распыливание микроструй.Как показали проведенные эксперименты, в пористых стенках с весьма малой проницаемостью (до 10%) можно организовать (при перепадах давления около 6 105 Па) струйный режим внедрения жидкой фазы в газовый поток и соответственно получить 09199 при дозвуковых скоростях дисперсность порядка 15 мкм и менее. На этот режим и рассчитана дозвуковая часть вкладыш а.При выполнении конфузорной части 8 вкладыша 4 с переменной проницаемостью режим и сам механизм распыливания может измениться.Выполнение вкладыша 4 из двух частей 8 и 9 необходимо потому, что.выполнить один вкладыш 4 с такой проницае мостью очень сложно, так как частицы конфузорной части 8 в месте критического сочения имеют значительно меньшие размеры и в процессе изготовления будут проникать между крупными частицами закритической части, изменяя ее проницаемость. Кроме того, для них лучше применять иной режим спекания либо изготавливать из других материалов.Предлагаемая пневматическая форсункаобладает рядом технических. преимушеств 20 по сравнению с базовым обьектом - центробежной форсункой, простотой конструкции, отсутствием движущихся частей, высокой расходонапряженностью,. малым весом и габаритами, возможностью регулирования производительности в 5 - 7 раз как и у известного устройства, возможностью компоновки в блоки и смесительные головки. Также головка дает положительный экономический эффект, заключающийся в повышении качества распыливания жидкости З 0 (до 10 - 15 мкм) и улучшении равномерности распределения капель по сечению газожидкостного потока (до 12 - 15%), что подтверждается экспериментально.ал-Борю Пилипенко Составитель А Редактор О. Бугир Техред И. Верес Заказ 5677/7 Тираж 672 ВНИИПИ Государстйенного по делам изобретений 13035, Москва, Ж - 35, Рау Филиал ППП Патент, г. Ужго