Узел распыливания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (10 ГОСУДАРСТВЕННО ВЕДОМСТВО ССС (ГОСПАТЕНТ ССС 5 Р 2301134 АТЕНТНОЕ ФцсдЖ еи РЕТЕНИ(56)ЬЗ льство ССС1/34, 1970,ента эжекциисмешения. ОПИСАНИЕ ИЗОК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС1 Изобретение относится к устройствам для распыления различных жидкостей и может быть использовано в энергЕтической, химической и металлургической отраслях.Целью изобретения является повышение эффективности распыливания в широком диапазоне нагрузок.На фиг.1 изображен узел распыливания; на фиг.2 - зависимость осевого давления в выходном сечении камеры смешения от давления перед соплом; на фиг,З - зависимость осевого давления в выходном сечении камеры смешения от диаметра камеры; на фиг,4 - зависимость достижимого разрежения от диаметра камеры смешения; на фиг.5 - зависимость величины козффициента ажекции от длины камеры Смешения; на фиг.6 - зависимость осевого давления в выходном сечении камеры смешения от давления перед соплом без акустического отражателя и с акустическим отражателем; на фиг.7- зависимость величины коэффици(54) УЗЕЛ РАСПЫЛИВАНИЯ(57) Использование; в устройствах для распыления различных жидкостей в энергетической, химической и металлургической отраслях, Сущность изобретения, узел распыливания содержит снабженный патрубком 2 подачи топлива, корпус 1 с резонансной камерой смешения диаметром О =- (512 да и длиной 1. (34)О в днище которой выполнен акустический отражатель и соосное ему сопло для подачи распылите- ля, а также каналы подачи вторичного воздуха с регулятором расхода. 7 ил,нного давления в камере Узел распыливания содержит снабженный патрубком 2 подачи топлива корпус 1 с резонансной камерой смешения 5, в днище которой выполнен акустический отражатель 4 и соосное ему сопло 3 для подачи распылителя, а также каналы 6 подачи вторичного воздуха и регулятор расхода 1 установленный в каналах вторичного воздуха. Каналы 6 подачи вторичного воздуха могут быть выполнены в виде прорезей на образующей резонансной камеры смешения и иметь суммарную площадь Я " Якс (Якс - площадь поперечного сечения цилиндрической резонансной камеры смешения), Регулятор расхода 7 выполнен в виде резьбовой обечайки (фиг.1 а). На фиг,1 б каналы подачи вторичного воздуха выполнены на торцевой поверх-. ности камеры смешения суммарной площадью Я1/2 Якс, а регулятор расхода в виде поворотного диска 7.Узел распыливания работает следующим образом. Жидкое топливо подается через патрубок 2. Для подачи газа-распылителя используется корпус 1 и сопло 3. Газ и топливо затем попадают в резонансную камеру смешения 5, в днище которой для стабилизации факела выполнен акустический отражатель 4. Под воздействием обратной акустической связи и низко. частотных пульсаций, возникающих в резонансной камере смешения 5, происходит интенсивное дробление топлива и получается однородная по дисперсионному составу газожидкостная струя, Через каналы 6 подается . вторичный эжектируемый воздух. Коэффициент эжекции регулируется регулятором расхода 7.На фиг,27 приведены результаты экспериментальных исследований, проведенных в лаборатории газодинамики Мариупольского металлургического института, Все эксперименты проводились на сопле с выходным диаметром ба - 5 10м.Для определения диаметра камеры смешения проводились эксперименты без подачи топлива (жидкости). На фиг.2 представлена зависимость относительного избыточного осевого давления в выходном сечении камеры смешения Рх - Рх/Рн (Рн - давление в окружающей среде) от перепада давления перед соплом. Для каждого числа Мв сопла можно выделить область режимов истечения П, П, при которых давление Р монотонно растет с увеличением давления перед соплом Ро и уменьшаетсй с ростом диаметра камеры смешения О, Для сопел Ма"2,52 Пн соответствует значению 5.5 (фиг.2), При перепадах давления ППл характер изменения меняется -увеличение давления перед соплом может обеспечить уменьшение давления в выходном сечении Р при постоянном О, выходное давление отличается значительной нестабильностью. Уровень пульсаций д Р = Ь Р/Р достигает ,4050, с длительностью от долей секунды до нескольких секунд, Именно это объясняет улучшение распыления жидкости при диаметрах камеры смешения О - (5.12)ба. На фиг.З видно, что при О "4,2 сЬ и О" 22 б зависимость Р = 1(П) носит монотонный характер и пульсаций не наблюдается. На фиг.З представлена зависимость осевого давления в выходном сечении камеры смешения от диаметра камеры смешения. При ППн (кривая 2) зависимость Р от О становится не монотонной, а скорее периодической. Этот эффект наблюдается в определенном диапазоне диаметров камеры смешения: ОвиООвах и затухает при приближении к границам указанного диапазона,Этот диапазон соответствует (5,12)ба ипри этих диаметрах происходит наиболее5 эффективное распыливание. Это можнообьяснить появлением обратной акустической связи. Поскольку в проведенных экспериментах истечение в инжекционныйпатрубок происходило из акустически изо"0 лированных сопел, отражение дискретногоизлучения могло происходить только от стенок камеры. Появление эффекта обратнойакустической связи возможно только тогда,когда стенки патрубка находятся в пределах15 конуса направленности дискретного излучения, Этим объясняется тот факт, что приООщах, т.е.12 ни при каких режимахистечения турбулизация гечения в патрубкене обнаружена. Уменьшение турбулизации20 течения при ООв, т.е.5 объясняетсястабилизирующим воздействием инжектируемого потока, способного уменьшить, апри числе Маха спутного потока М0,5 иисключить эффект обратной акустической25 связи.При ПП (кривая 2) эффект обратнойсвязи не наблюдается. Из вышесказанногоследует, что диаметр камеры смешения должен соответствовать О = (5.12)ба, поскольЗ 0 ку в этом диапазоне диаметров оказываетвлияние эффект обратной акустической связи, который повышает эффективность распыливания при различных режимах работы,При О5 ба и О12 ба эффект обратнойЗ 5 акустической связи отсутствует, что не позволяет повысить эффективность распыливания,Кроме того, при О5 истечение струйсопровождается значительными низкоча 40 стотными пульсациями донного давления,На фиг.4 показана зависимость достижимого разрежений от диаметра камеры смешения. Из графика видно, что при увеличенииО величина разрежения быстро падает, При45 55 истечение струй сопровождается пульсациями; В отдельных случаях изменениедавления достигало 70-1007 О. Длительность пульсаций находилась в пределах отдолей секунды до нескольких секунд. Это50 явление наблюдалось на всех соплах приразличных режимах истечения, включая те,на которых не реализуется эффект обратнойакустической связи.Таким образом, при ранее выбранном55 диапазоне камеры смешения О = (5 "12)баистечение струй кроме высокочастотныхпульсаций, вызванных эффектом обратнойакустической связи, сопровождается такжезначительными низкочастотными пульсаци1815495 Фиг.1 б духа, расположенные вокруг днища камеры, отличающийся тем,что,сцелью повышения эффективности распыливания в широком диапазоне нагрузок, он дополнительно снабжен регулятором расхода, уста новленным в каналах вторичного воздуха, выполненных в боковой стенке камеры смешения, последняя выполнена цилиндрической с диаметром О и длиной Е, определяемыми из соотношений О = (5.12)бэ и 1=(3.4)О, где бв - диаметр выходного участкасопла для подачи распылителя, а патрубокподачи топлива установлен аксиально соплупо периферии отражателя, выполненноговогнутым,Длина инмекционного патрубкМа : 2,23Фиг 5.4 1600 1200 ОО 00 4 с Па нное давлен Составитель Н.ОвчинникоТехред М.Моргентал Корректор М.Т Редакто каз 1629 Тираж Поаписно ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откры 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5и при ГКНТ СССР Производс бинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101 нно-издательс