Центробежная форсунка

:Вф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(54) (57) ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ФОРСУНКАсодержащая полый корпус с сужающимсяпо 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.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),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.10Далее закрученная жидкость совместно свихревыми шнурами 11 течек по камере закручивания в градиентном потоке с увеличивающейся по мере приближения к соплу 3 окружной составляющей скорости, что при-5 водит 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 учао стка 2, обеспечивает пологие траекториижидкостного 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 крутиз- ЗО ны траекторий потока жидкости и необеспечивает требуемого дробления паровых пузырьков. Экспериментально установлено, что различие между углом конусности сужающегося участка 2 корпуса 1 и иглы 6 составляет 8 З 5 20 для различных величин конусности корпуса в диапазоне 45 - 120. Меньшеезначение угла 2 р приводит к сужению факела и уменьшает дисперсность распыливания, большее значение - к увеличению времени 40пребывания 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 4 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 БО пузырьков в камере закручивания и измельчает их до 0,7 мкм, что способствует интенсификации распыливания.1240458 4-4 70 ко и открытийшская наб., д од, ул. Прое на Редактор М. Циткина Заказ 3427/5 ВНИИПИ по д 113035, Мо филиал ПППСоставитель И.Техред И. ВересТираж 681Государственноголам изобретенийква, Ж - 35, РауПатент, г. Ужгор орозоваКорректо Подписно митета СССР