Гидродинамический кавитационный реактор

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 51)5 В 01 Р 5/О ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ДЕТЕЛ ЬСТВ ТОРСКО имсти(54) ГИДРОДИНАМИЧЕС ОННЫЙ РЕАКТОР (57) Изобретение относит для диспергирования и пер родинамическими кавит акторами и может быть химической, нефтепере целлюлозно-бумажной и и ромышленности. Целью ИИ КАВИТАЦИ ся к устроис емешивания ацион ными использова рабаты вающ других отра рео в ля настоящего изо- ку. 2 ил.(71) Киевский политехнический институт50-летия Великой Октябрьской социалческой революции(56) Авторское свидетельство СССРМ 1214808, кл. О 21 В 1/36, 1986. Изобретение относится к устройствам для диспергирования и перемешивания гидродинамическими кавитационными реакторами и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности.Целью настоящего изобретения является интенсификация процесса перемешивания.На фиг.1 представлен продольный разрез гидродинамического кавитационного реактора; на фиг.2 - сечение А - А на фиг,1,Гидродинамический кавитационный реактор включает конфузор 1, диффузор 2, проточную камеру 3 с установленными в ней пристеночными 4 и средним 5 кавитаторами бретения является интенсификация перемешивания. Гидродинамический кавитационный реактор включает конфузор, диффуэор, проточную камеру с установленными в ней пристеночными и средним кавитаторами и размещенной вдоль оси камеры в ее выходной части ударной пластиной. Проточная камера имеет прямоугольную форму сечения, Стенки выходной части проточной камеры и поверхности ударной пластины образуют два параллельно расположенных канала, каждый из которых имеет профиль сопла Лаваля. Пристенные кавитаторы выполнены в виде упругих пластин, закрепленных одним концом на стенках проточной камеры. Средний кавитатор выполнен в виде двух упругих пластин, образующих между Я собой острый угол. Пластины кавитаторов установлены под углом 30 к оси проточной камеры, направленным навстречу потои размещенной вдоль оси камеры 3 в ее выходной части 6 ударной пластиной 1. Проточная камера 3 имеет прямоугольную форму сечения. Стенки выходной части 6 проточной камеры 3 и поверхности ударной пластины 7 образуют два параллельно расположенных канала 8 и 9, каждый из которых имеет профиль сопла Лаваля, При-,. стенные кавитаторы 4 выполнены в виде упругих пластин, закрепленных одним концом на стенках проточной камеры 3, Средний кавитатор 5 выполнен в виде двух упругих пластин, образующих между собой острый угол. Пластины кавитаторов 4 и 5 установлены подуглом 30 к оси проточной камеры 3, направленным навстречу потоку.Гидродинэмический кавитационныйреактор работает следующим образом,Поток обрабатываемой смеси подается насосом через конфузор 1, создающий необходимую скорость (10-15 м/с) и падение статического давления, в проточную камеру 3, где при обтекании кэвитаторов 4 и 5 образуются каверны (кавитационные полости), В результате влияния работы насоса давление смеси на входе в реактор и перед кавитаторами 4 и 5 непостоянно. Под воздействием пульсирующего набегающего потока смеси пластины кавитаторов 4 и 5 упруго деформируются с изменением величины углов и, следовательно, размеров каверн, При этом пропорционально изменениям давления и скорости смеси изменяется и площадь проходного сечения щелей между кавитаторами 4 и 5. Таким образом создаются оптимальные условия для поддержания постоянной величины энергии кавитационного поля. Наибольшая эффективность достигается при установке кавитаторов 4 и 5 под углом 30 к оси проточной камеры 3 навстречу потоку. При замыкании хвостовой части каверны, а также в результате пульсаций, возникающих при изменении ее размеров, образуется большое количество газонаполненных пузырьков размерами, равными и превышающими кавитационные пузырьки, Далее смесь, состоящая из обрабатываемой среды и газонаполненных пузырькоа, проходит выходной участок б проточной камеры 3, стенки которой образуют с поверхностями ударной пластины 1 каналы 8 и 9 с профилями сопла Лаваля. На конфузорных участках каналов 8 и 9 скорость смеси увеличивается с одновременным понижением статического давления в потоке, что способствует росту существующих кавитационных пузырьков и зарождению новых. Одновременно часть газонаполненных пузырьков схлопывается с образованием кумулятивных микроструй, воздействующих на обрабатываемую среды по всему объему потока. Схлопывание пузырьков на конфузорныхФормула изобретения Гидродинамический кавитационный реактор, включающий конфузор, диффузор, 30 проточную камеру с установленными в нейпристеночными и средним кавитаторами и размещенной вдоль ее оси в выходной части ударной пластиной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса 35 перемешивания, стенки выходной частипроточной камеры и поверхности ударной пластины образуют два параллельно расположенных канала, имеющих профиль сопла Лаваля, пристенные кавитаторы выполнены 40 в виде упругих пластин, закрепленных одним концом на стенках проточной камеры, а средний кавитатор выполнен в виде двух упругих пластин, образующих между собой острый угол, при этом пластины всех кави таторов установлены под углом 30 к осипроточной части, направленным навстречу потоку. 5 10 15 20 25 участках каналов 8 и 9 вызывает дополнительное увеличение ядер кавитации, После прохождения критических сечений каналов 8 и 9 дозвуковой поток поступает в диффуэорные участки, где происходит его торможение, сопровождаемое ростом статического давления и появлением косых и прямых скачков уплотнения, образующих систему ударных волн (чередование областей с различным давлением, плотностями, оптической проницаемостью). В результате кавитационные пузырьки схлопываются, Создается вторая зона кавитационно-кумулятивного воздействия на обрабатываемую смесь, В диффузоре 2 реактора скорость потока смеси уменьшается до скорости транспортировки по трубопроводу (1 - 2,5 м/с).Предлагаемая конструкция реактора позволяет интенсифицировать процессы диспергирования и перемешивания и снизить примерно вдвое энергетические затраты за счет кавитационно-кумулятивного воздействия на смесь по всему объему потока и увеличения времени пребывания потока в зоне кавитационного поля..2 оставитель В. Боев хред М.Моргентал Редактор Т. Курк ктор И. Мус изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 1971 Тираж 409 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5