301-02 | Вихревой распылитель – диспергатор жидких сред и сыпучих продуктов

Главная страница        >> Каталог технологий        >> Химия и новые материалы
 
 

Рис.1


Рис.2


Рис.3
 

Вихревые процессы в газовых и жидких средах характеризуются, с одной стороны, значительными перепадами температуры и давления, что приводит к высокоинтенсивным процессам с энергетической точки зрения, с другой — избирательным воздействием на газовые и мелкодисперсные среды. Перечисленные обстоятельства вызывают повышенный интерес к исследованию вихревых процессов ввиду принципиальной возможности создания перспективных, отличных от существующих изделий различного назначения.

Процесс распыления различных материалов имеет большое практическое значение. От качества распыления жидких, вязких, сыпучих сред зависит эффективность многих технологических процессов, применяемых в химической, строительной, пищевой промышленности, в сельском хозяйстве и других отраслях.

Эффективность технологических процессов, реализуемых с распылением различных материалов, в значительной мере зависит от распыляющего устройства. В настоящее время отсутствуют универсальные по применению устройства распыления, в связи с их различными характеристиками.

Многообразие требований, предъявляемых к процессу распыления материалов при решении конкретных практических и технических задач, привело к разработке и созданию устройств распыления с использованием различных физических процессов для формирования мелкодисперсного потока.

В качестве примера и для сопоставления можно привести следующие изделия.

Гидравлические распылители или гидравлические форсунки. Недостатком устройств является неоднородность потока, сложность регулирования расхода жидкости. Так же трудно реализовать распыление высоковязких жидкостей.

Механические распылители, в которых дробление осуществляется с помощью движущихся элементов. К основным недостаткам механических распылителей следует отнести высокую стоимость, наличие сложного и громоздкого механического привода, высокую энергоемкость.

Пневматические распылители. В этом случае диспергирование является следствием взаимодействия потока распыляемой жидкости с потоком распыляющего газа. Недостатком является повышенный расход энергии на распыление.

Распыление в электрическом поле. К недостаткам этого способа распыления следует отнести сложность дорогостоящего оборудования, высокую энергоемкость, весьма низкую производительность и сложность эксплуатации.

Ультразвуковое распыление. Находят применение два способа ультразвукового распыления. В одном случае струя (пленка) жидкости подается на колеблющийся элемент пьезоэлектрического или магнитострикционного генератора, в другом она подвергается действию ультразвуковых колебаний воздуха. Недостатками этих устройств является их малая производительность, сложность и высокая стоимость оборудования.

Применение устройств распыления на практике, несмотря на актуальность практических задач, ограничено в связи со сложностью, а зачастую и невозможностью получения требуемых функциональных характеристик.

Так для распыления вязких жидкостей или жидкостей, содержащих механические включения, находят применение лишь механические распылители с погружным рабочим элементом. Подобные задачи приходится решать, например, в аппаратах мокрой газоочистки с циркуляционным использованием промывной жидкости, в охладителях систем водооборота.

Использованием устройств распыляющих масло в зоне обработки, позволяет повысить скорость резания при сохранении стойкости инструмента и качества поверхностей, сократить время обработки. Недостатком устройств распыления является сложность конструкции, так как требуется получить высокодисперсную смесь малого количества масла. Распыление очень малых количеств жидкости также требуется, например, при необходимости быстрого испарения криогенных жидкостей в специальных аппаратах, для получения аэрозолей, или тумана в замкнутых объемах климатических камер, при получении чистых веществ в практике лабораторных исследований.

Таким образом, большое практическое значение имеет задача создания распылителя, который обеспечивал бы однородное диспергирование при различных расходах материала.

Разработан вихревой распылитель (диспергатор), который способен распылять жидкости различной вязкости, сыпучие материалы (рис. 1).

Способ распыления практически лишен недостатков, благодаря большой относительной скорости закрученного потока и высоким градиентам давления, жидкость разбивается на мелкодисперсные капли (рис. 2). Достоинством устройства является исключительная простота конструкции – распылитель состоит из двух деталей. В связи с этим устройство также отличается надежностью и возможностью распыления агрессивных и вязких жидкостей с механическими включениями, также сыпучих веществ. Распылитель имеет большой диаметр выходного отверстия (до 5 мм и более), отличается слабой зависимостью размерных характеристик капельного потока от расхода жидкости, возможностью работы при малых давлениях (от 0,02 МПа), незначительным расходом сжатого воздуха по сравнению с изделиями аналогичного назначения. Автоматически создаваемое разрежение за счет вихревого эффекта позволяет применять любые емкости для распыляемых материалов. Имеется возможность регулирования расхода материала и, соответственно, интенсивности потока при фиксированном расходе воздуха.

Конкурентоспособность и эффективность использования распылителя подтверждена результатами его практического применения.

Так вихревое распыление малого количества масла в зоне резания позволяет повысить скорость съема материала без снижения стойкости инструмента и качества обработанной поверхности (рис. 3).

Использование распылителя позволяет более чем на 80% снизить расходы, связанные с применением смазывающей и охлаждающей жидкости (СОЖ).

Вихревой распылитель эффективен при нанесении краски на различные поверхности и превосходит по ряду характеристик изделия аналогичного назначения (табл. 1). Обеспечивается возможность регулирования расхода покрасочного материала при распылении, как правило, не требуются дополнительные емкости.

Вихревой распылитель нашел применение для увлажнения воздуха. Исключительно перспективно применение изделия для быстрого испарения различных жидкостей, например, в химической промышленности. Также его целесообразно использовать для получения порошков различных материалов и их обезвоживания. Перспективно применение вихревого распылителя для повышения эффективности сжигания жидкого топлива, которая существенно зависит от качества подготовки топливовоздушной смеси.

 
 
Главная страница        >> Каталог технологий        >> Химия и новые материалы

Наверх