Пневматическая форсунка

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 975104 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 150681 (2i) 3300921дз-05 с присоединением заявки № (23) Приоритет (ЗЦ М. Кл.з

В 05 В 7/26

Государственный комитет

СССР по делаМ изобретений и открытий

Опубликовано 2311р2. Бюллетень ¹43 (53) УДК 66 069 .83(088.8) Дата опубликования описания 231182 (72) Авторью изобретения

В.И. Бирюков и В.Г. Базаров

Е, I

Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции - авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (73) Заявитель. (54) ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА

Изобретение относится к технике распыливания жидкостей и предназначено для получения мелкодисперсных двухфазных газожидкостных потоков и аэрозолей с диаметром капель 1020 мкм и менее.

Известна пневматическая форсунка, содержащая корпус с осевым каналом для подачи газа, по периферии которого выполнены отверстия для подвода жидкости к газовому потоку 611, Однако такая форсунка характеризуется неравномерным распределением концентрации капель по сечению, а средний медианный диаметр капли линейно растет с увеличением диаметра выходного сечения газового канала и составляет по порядку величины значения 100-500 мкм.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сути и достигаемому эффекту является пневматическая форсунка, содержащая корпус с патрубком подачи жидкости и осевым каналом подачи газа, в котором размещен проницаемый пористый вклащпд 23.

Известная форсунка позволяет получить дисперсный двухфазный поток с размером 20-100 мкм, однако при этом требуется затрата значительного перепада давления. Кроме того, прй увеличении доли жидкости в расходе двухфазного потока наблюдаются значительные колебания состава, вызванные периодическим запиранием проходных сечений проницаемого вкладыша жидкостью

Цель изобретения — повышение дисперсности распыливания, равномерности смешения жидкости и газа.

Эта цель достигается тем, что в пневматической форсунке, содержащей корпус с патрубком подачи жидкости и осевым каналом подачи газа, в котором размещен проницаемый пористый вкладыш, вокруг проницаемого пористого вкладыша выполнен кольцевой коллектор для подвода жидкости, соединенный с патрубком подачи жидкости, 20 при этом вкладыш выполнен со. сквозным осевым отверстием, а торец вкладыша, обращенный к выходной кромке форсунки, выполнен непроницаеьвим.

Причем осевое отверстие может быть выполнено сужающимся по ходу потока или в виде сопла Лаваля.

На фиг. 1 схематически представлена предложенная форсунка, продольный разрез; на фиг. 2 — узел I на фиг. 1

ЗО (s увеличенном масштабе со схемой

2О

Формула изобретения потока. течения жидкости и газа через пористый вкладыш); на фиг. 3 - вариант выполнения форсунки с сужающимся центральным отверстием вкладыша; на фиг. 4 -. то же, с центральным отверстием, выполненным по профилю сопла ,Лаваля.

Форсунка содержит корпус 1 с осе- вым каналом 2, в котором установлен проницаемый пористый вкладь>ш 3„ вокруг которого в корпусе 2 выполнен кольцевой коллектор 4, соединенный с патрубком 5 подачи жидкости, а во вкладыше 3 выполнено сквозное отверс тие б вдоль оси газового канала 2 °

Стенки отверстия б и торца 7 вклащ,>ша, обращенного к входу газа, выполнены проницаемыми для жидкости и газа, а торец 8 вкладыша, обращенный к выходной кромке форсунки по ходу потока, выполнен непроницаемым, например пропаян и проточен. . Сквозное отверстие в пористом вкладыше может быть выполнено сужающимся по ходу потока, в ч:астности. по профилю сопла Витошинского (фиг.3) или выполнено по профилю сопла Лава- ° ля (фиг. 4).

Размеры частиц, из которых выполнен пористый вкладыш, определяются потребными размерами капель и обычно составляют 2-10% от минимального диаметра сквозного отверстия б.

Большие †. вызывают неравномерность йо окружности концентрации капель в газе, меньшие — неравномерность в радиальном направлении, поскольку

flpH этом падает дальнобойность жидКостных струй.

Для обеспечения равномерного распределения капель и минимизации затрат газа на распыливание соотношение длины вкладыша 3 L к его наружному диаметру D предпочтительно выбирать в соотношении L/D = 0,3-3, а соотношение между минимальным диаметром сквозного отверстия d и наружным диаметром вкладыша D в диапазоне

d/D = 0„2-0,8. Большие значения d/D и меньшие значения L/D приводят к резкому увеличению затрат газа на распыливание, к неравномерному полю концентрации капель, меньшие — к падению производительности форсунки и повышенной склонности к нестационарному процессу истечения, связанному с .запиранием сквозного отверстия б жидкостным потоком и, соответственно, к ухудшению качества распыливания.

При подаче жидкости через патрубок 5, а газа — в канал 2 жидкость просачивается через пористые стенки и истекает на поверхность сквозного ,отверстия б в виде тонких струек (при значительном перепаде давления) или в ниде жидкостной пелены (при низких перепадах). Гаэ частично просачивается через торец 7 вкладыша и образует с газом двухфазную смесь, истекающую из части пористого вкладыша через стенки отверстия б. Другая часть газа истекает через отверстие б и распыливает истекающие через с стенки отверстия б струи жидкости.

При наличии жидкостной пелены в отверстии б поток газа образует на ней поверхностные волны и срывает с их

>О гребней мелкие капли. Этот механизм распыливания обеспечивает весьма мел-. кие капли при незначительном перепаде давления по жидкостному тракту.

По мере движения газа по сквозному отверстию б он насыщается каплями жидкости и тормозится ими. В случае, если количество распыливаемой жидкости значительно, то и велико уменьшение скорости газа, что нежелательно. Это явление предотвращено в форсунке на фиг. 3, в сужающемся по ходу потока сквозном отверстии б, в котором двухфазный поток ускоряется. В случае, если перепад . давления по газовому каналу сверхкритический, целесообразно выполнять сквозное отверстие б профилированным в виде сопла Лаваля, что обеспечивает дальнейшее ускорение двухфазного потока после достижения им критической скорости.

Поскольку скорость звука в двухфазной среде ниже, чем в воздухе, условия сверхкритического течения наблюдаются даже при перепадах давления по газу, ниже критических для чистого газа.

Предложенная форсунка обеспечивает повышение качества распыливания до 10-20 мкм при расходе жидкости, в несколько раз превышающем показатели известных аналогичных конструкций„ и дает равномерно перемешанный остро направленный двухфазный поток..

1. Пневматическая форсунка, содержащая корпус с патрубком подачи жидкости и осевым каналом подачи газа, в котором размещен проницаемый пористый вкладыш, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения дисперсности распыливания, равномерности смешения жидкости и газа, вокруг проницаемого пористого вкладыша 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.

2. Форсунка по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что осевое отверс.тие выполнено сужающимся по ходу

975104

Составитель В. Ляпина

Техред И.Гайду Корректор N, Ыароии

Редактор И. Николайчук

Заказ 8880/9 Тираж 727

ВНИИПИ Государственного кожтета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

Подписное

Оилиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3. Форсунка по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что осевое отверс-, тие выполнено в виде сопла Лаваля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пажи Д.Г. и др. Распылители жидкостей. М., "Химия", 1979, с. 144.

2. Заявка ФРГ Р 2537953, кл. В 05 В 1/14, опублик. 1976 (про,тотип).