Способ распыления жидкости

(5 5 В ОМИТЕТОТКРытия ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР СТИбмен,эо одн дли ношеть исструй, лопаояние сти в ользованоих процесеобходимо капли, в хии жидко рняк Л,М хностям .А.и Че при им очной ники и 65). ульсномкапли,техничепромышленсти треб началь .равном вращаю К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Сумский филиал Харьковского политехнического института им. В,И,Ленина(56) Авторское свидетельство СССРМ 1512684, кл. В 05 В 3/12, 1987,Панащенко В,А, и Черняк Л,М, Спектрвторичных капель при импульсном разрушении крупной одиночной капли, Журналприкладной механики и технической физики, 1981, И". 3, с. 65,Изобретение может бытьпри сушке. массообмене и дсах, для проведения которыдробление жидкости на мелкимической и смежных отрасляности,Известен способ распылепутем подачи жидкости налопасти с последующим взажидкости с набегающей повепасти (авт, св, СССР М 151263/12, 1987),Недостатком этого способчто при его использовании неся возможным обеспе сить удадействие жидкости с набегаюНаиболее близким к изотехнической сущности и достзультату является способ раскости путем подачи ее из нсредства на вращающиеся лодующим ударным взаимодейс ния жидкости вращающиеся имодействием рхностью ло,кл. В 05 В а является то, представляетрнод взаимощей лопастью, бретению по игаемому репыления жидеподвижного пасти с послетвием жидко(54) СПОСОБ РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКО (57) Использование; сушка, массоо Сущность изобретения: жидкость в ударного взаимодействия вводят в отдельных струй,. от каждой из ко поверхностью лопасти отрывается и временно разбивается часть струи, которой определяют следующим соот нием: 1 о= 2 л тсо К 1, где ч - скорос течения жидкости в виде отдельных м/с; й - угловая скорость вращения стей. 1/с:- число лопастей; 1- расс 1 от входной до выходной кромки лона направлении оси струи. 3 ил,сти с набегающими повер сти лопастей(Панащенко В Спектр вторичных капель разрушении крупной оди Журнал прикладной мех ской физики, 1981, М. 3. с,ако этот способ распыления жидко ует больших энергозатрат на перво ное дробление жидкости на ерные капли перед подачей их на щиеся лопасти,Кроме того, для реализации такого способа в промышленных условиях и разработки распылителя для крупнотоннакных производств необходима дополнительная система синхронизации множества г 1 адающих капель с вращающимися лопастями что усложняет конструкцию распылителя и в конечном счете снижает належность про цесса распыления жидкости,Целью изобретения является снижениеэнергетических затрат на распыление жидкости и повышение надежности процесса,Поставленная цель достигается тем, чтожидкость в зону ударного взаимодействиявводят в виде отдельных струй, от каждой изкоторых поверхностью лопасти отрывают иодновременно рэзбивэют часть струи, длину 10 которой определяют следующим соотношением;о= 2 я чl(и) к)1,где ч - скорость истечения жидкости в аидеотдельных струй, м/с;в - угловая скорость вращения лопастей, 1/с;М - число лопастей;1 - расстояние от входной до выходнойкромки лопасти в направлении оси струи, м,На фиг, 1 изображено устройство дляосуществления предлагаемого способа,осевой разрез; на фиг. 2 - коллектор; на фиг, 3 -вариант выполнения коллектора и лопасти,Устройство содержит установленный свозможностью вращения от привода (не показано) вал 1 с установленным на нем диском 2 с лопастями 3, э также связанный струбопроводом 4 коллектор 5, отверстия бистечения которого направлены нэ лопасти3 диска 2, Коллектор 5 размещен так, чтоотверстия б расположены внутри диска 2 слопэстями и направлены на среднюю частьлопасти 3, как показано нэ фиг. 1, 3, илирасположены вне диска 2 и направлены нэлопасти 3 сверху, под углом и т,п, При расположении отверстий б истечения (сопел)внутри диска 2 с лопастями 3 для снижениявентиляционного эфФекта нэд лопастями 3устанавливается кольцо 7.Лопасти 3 выполнены преимущественно в виде вертикальных плоских нерэзьемных или сменных пластин, но также и в видепластин, установленных под небольшим углом(1015 О) к плоскости или радиусудиска2,Для крепления устройства в аппаратеслужит фланец 8.Устройство для распыления жидкостиработает следующим образом.Приводной вал 1 с диском 2 и лопастями3 приводится во вращение. Жидкости потрубопроводу 4 попадает в неподвижноесредство в виде коллектора 5 и истекаетзатем через отверстия б в виде отдельныхструй, от каждой из которых поверхностьюлопасти 3 отрывается и одновременно разбивается чэсть струи длиннойЬ=г лч/(в) 1,где ч - скорость истечения жидкости из отверстия коллектора 5;5 10 15 кэк показано на фиг, 3 20 25 30 35 ной кромки лопасти 3 в направлении оси отверстия б (здесь - ширина лопасти 3) со 40 45 50 55 в- угловая скоростЬ диска 2; М- число лопастей 3, расположенных надиске 2,При взаимодействии струи с набегающей поверхностью лопасти 3 жидкость не растекается по ее поверхности в виде пленки, поскольку скорость струи мала по сравнению с окружной скоростью лопасти 3, э взрывным путем дробится на отдельные части, образуя в месте плоского удара мелкие капли. Отдельные капли, образующиеся при отрыве струи кромкой лопасти 3, разбиваются ее частью, охватывающей отверстия б коллектора 5, который может быть выполнен с трубками, соплами, вставками и т.п Так как 1 о 1, где- расстояние от входной кромки лопасти 3 до выходной в направлении оси отверстия б и струи из него, от струи будет отрываться часть. длина которой не превышает размера лопасти 3 в направлении оси отверстия б, т.е, исключается возможность проскокэ зэ выходную кромку лопасти 3 части струи, не взаимодействующей с лопастью 3, предотвращается попадание крупных нерэздробленных капель в факел распыления жидкости.П р и м е р, Жидкость (водэ) в виде отдельных струй, истекающих из отверстий б диаметром 0,01 и неподвижного коллектора 5 со скоростью 4.5 мыс, подэют нэ четыре 4 лопасти 3, расположенные равномерно на диске 2, вращающемся со скоростью 3000 об/мин, Расстояние от входной до выходставляет 0,025 м, рэсстояние от входной кромки лопасти 3 до оси вращения диска 2 равно 0,25 м. При взаимодействии с лопастью 3 от каждой струи жидкости отрывается лопастью 3 часть струи, равная2 пч 6,28 4,5пп"аатю Д" где ч - скорость истечения струй; в - угловая скорость диска; 1 - число лопастей,8 результате удара поверхностью лопастей 3 шириной 0,025 м по струям длиной 0,0225 м струи жидкости разбиваются, образуя в месте удара взрывное пылевидное облако, которое уносится за выходные кромки лопастей 3 в виде направленных факелов распыленных частиц е размером капель 100-150 мкм,8 случае распыления жидкости путем ударного взэимодействия струи с поверхностью лопасти шириной 0,02 м резко возрастает неоднородность капель по размерам в Факеле распыленной жидкости, в основной массе мелких капель имеются капли диаметром 1-2 мм при дроблении струй, истекающих из отверстий 4, б, 10 мм. Это объясняется тем, что при ударе лопастью шириной 0,02 м по струе длиной 0,0225 м (при ч=4,5 м/с,0-0,0225 м) часть струй длиной 0,0025 м не разбивается набегающей поверхностью, так как успевает пройти мимо лопасти, и разрушается на крупные капли в результате аэродинамического воздействия окружающего воздуха.Данный способ позволяет эа счет ударного взаимодействия отдельных струй, истекающих из неподвижных отверстий, с вращающимися лопастями, обеспечить разбивание струй на мелкие капли с исключением стадии предварительного дробления жидкости специальными устройствами, т.е. снизить энергетические затраты на распыление, и предотвратить проскок жидкости между лопастями вращающегося диска без ударного взаимодействия, повышая, таким образом, надежность процесса распыления жидкости. Формула изобретенияСпособ распыления жидкости путемподачи ее иэ неподвижного средства на вращающиеся лопасти с последующим удар 5 ным взаимодействием жидкости снабегающими поверхностями лопастей, о тл ича ющийся тем,что,сцельюсниженияэнергетических затрат на распыление жидкости и повышения надежности процесса,10 жидкость в зону ударного взаимодействиявводят в виде отдельных струй, от каждой изкоторых поверхностью лопасти отрывают иодновременно разбивают часть струи, длину 1 о которой определяют следующим соот 15 ношением:о= 2 ячlшМ 1,где ч - скорость истечения жидкости в видеотдельных струй, мс;й)-угловая частота вращения лопастей,20 1/с;- число лопастей;- расстояние от входной до выходнойкромки лопасти в направлении оси струи, м,аж Подписное комитета по изобретениям и открытиям москва, Ж, Рвунская наб., 4/5