Способ смешения потоков газа или жидкости

 

Изобретение относится к технологии перемешивания двух или нескольких потоков жидкостей или газов и позволяет повысить эффективность перемешивания за счет интенсификации конвективного и турбулентного массопереноса. Для этого при хордальной подаче струй одного из компонентов в поток другого периодически изменяют направление подачи струй. Причем в соседних рядах это изменения осуществляют в противофазе. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1494 51 5д 4 В Ol F 3/02, 3/08

33>f (. 1) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4256965/31-26 (22) 04.06.87 (46) 23.07.89. Бюл. 11 27 (71) Казанский филиал Московского энергетического института и Казанский авиационный институт (72) Ю.Я . Галицкий, А .В . Талантов, Ю.А. Спиридонон и Ф.З. Тинчурин (53) 66.063(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 159490, кл. В 01 F 3/02, 1964.

Заявка ФРГ 11 2850271 кл. В 01 F 3/08, 1982.

Изобретение относится к технологии перемешинания двух или нескольких потоков жидкостей или газау .

Цель изобретения — повышение эффективности перемешивания.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг . 3 разрез Б-Б на фиг.

Камера смешения содержит корпус 1, в боковой понерхностн которого в два ряда выполнены отверстия 2 и 3, которые сообщаются с полостью одного коллектора 4. Последний снабжен подводящим патрубком 5. Внутри коллектора 4 н зоне расположения отверстий 2 и 3 на боковой поверхности корпуса 1 с возможностью вращения установлена кольцевая обечайка 6. Отверстия в пределах каждого ряда 2 или 3 образу(54) СПОСОБ СМЕШЕНИЯ ПОТОКОВ ГАЗА

ИЛИ )ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к технологии перемешинания двух или нескольких потоков жидкостей или газов и позволяет повысить эффективность перемешивания эа счет интенсификации коннектинного и турбулентного массопереноса. Для этого при хордальной подаче струй одного иэ компонентов н поток другого периодически изменяют направление подачи струй. Причем н соседних рядах это изменение осуществляют н противофазе. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. 2 табл. ют две группы разнонаправленных отверстий соответственно 7 и 8. Причем 2 нсе отверстия 7 и 8 равномерно расположены по периметру корпуса 1 а соседние отнерстия в ряду относятся к 4 разным группам. Отверстия н разных рядах (2 и 3), расположенные вдоль spy одной образующей корпуса 1, разно- Я направленны. Кольцевая обечайка 6 СЛ имеет сегментные вырезы (окна) 9, рм размер которых равен расстоянию между соседними отверстия 7 и 8 в ряду.

Устройство работает следующим образом.

Низконапорный компонент поступает в виде сносящего потока в корпус 1 камеры смешения. Высоконапорный компонент через патрубок 5 поступает в коллектор 4, предназначенный для равномерного распределения ньк.оконапорного компонента по отдEJlhHhlH отвер149495 стиям. Высоконапорный компонент через окна 9 обечайки 6 подводится к отверстиям обоих рядов 2 и 3 отверстий и истекает через них в виде раз5 нонаправленных поперечных струй в корпус 1, где и осуществляется смешение с низконапорным компонентом.

При вращении обечайки изменяется положение окон 9 в окружном направле- 1О нии, как следствие периодически изменяются группы отверстий, через которые происходит подача поперечного компонента. ho при этом поперечные струи разных рядов всегда разно- 15 правленны.

Пример I. Смешение сред газ— газ.

Режимные параметры испытаний: продукты сгорания после газогенератора 20

С = 30-!00 г/с; ds 50, 100 мм;

Т „= 573 К, k, 1,33; холодный воздух Т 293 К, k< 1,40; G = О180 г/ с.

Номинальная режимная точка работы устройства G 0,265. Номинальные геометрические параметры устройства, реализующего известный способ: количество отверстий n 8, угол xo1äàëüной струи (осей отверстий) f3 = 25, 30 с! относительный диаметр d = 0,1

d (d — диаметр отверстия; d „— диаметр камеРы) . Номинальные геометрические 35 параметры устройства, реализующего предлагаемый способ, и w 16, m = 2

/3 25, d 0,070 (ш — количество рядов отверстий с противоположной их ориентацией). Расстояние между 40 рядами отверстий составило 1

1/Д 0,15.

В табл. 1 приведены данные сравнительных испытаний (в устройстве, реализующем предлагаемое техническое 45 решение) . Число оборотов обечайки

N * 300 об/мин.

Установлено, что зависимость

e(G) для предлагаемого технического решения менее резкая. Повьппается 50 стабильность рабочих характеристик, так, спи для известного способа из условия 6 О, 97 диапазон стабильной работы составляет p G 0,035, то для предлагаемого технического решения ДГ 0,048, т.е. в, 1,45 раз больший. Существенно повьппается в предлагlåмом техническом решении интенсивность смешения пс длине

1 4 (уменьшается л ) как за счет протиh воположной подачи струй в соседних рядах, так и за счет периодического изменения направления подачи в пределах к аждог о р яда .

Пример 2. Смешение сред, рассмотренных в примере 1, с тем же . набором режимных и геометрических параметров, но исключение составляет скорость вращения N кольцевой обечайки.

В табл. 2 приведены данные сравнительных испытаний при N Чаг (ЙС вЂ” диапазон стабильной работы на

"выходе" из устройства при условии

8 i О 97 Х вЂ” минимальное значение мин потребляемой длины эоны смешения), Пример 3. Среды жидкость жидкость (вода и смесь: нефтяной сульфанат, изопропиловый спирт, деэмульгатор, бензин Калоша ). Параметры сред: нефтяной сульфанат плотность р = 0,954-0,992 кг/м з, вязкость p = 16 пауз (при 40 С)р бензин у = 0,70-0,73 кг/м з, кинематическая вязкость 1 = 0,35, изопропиловый спирт — р = 0,785-0, 786 кг/м, 3

3,89 пауз, деэмулы атор p = — 1,05 кг/м, р = 3 пауз (t 40 С)

Общий расход V = 0,035 м /с. Соотношение расходов, Е: сульфанат 5-10, спирт 1-1,5, деэмульгатор 1-1,5, бензин 50-55, вода 35-40. Номинальный режим соответствует соотношению расходов 5:1:l 5,5:38.

Использование предлагаемого технического решения при условии d „

50мм, m= 2, p= 25, n= 16, N = 50 позволяет обеспечить высокую интенсивность перемешивания (4 С

40,003) во всем диапазоне соотношения расходов сред (д С вЂ” неравномерность поля концентраций смеси на выходе из устройства; X „= 0,8; d „

0,8 калибра камеры смешения — проточной части) .

Предлагаемый способ позволяет устранить закрутки потока смеси на выходе из устройства, высокую интенсивность смешения по длине (на 207. вьппе) . Оба к ач ес тв а соответствуют уменьшению влияния сил гравитации на расстояние подготовленной смеси и снижению, как следствие качества ! приготовления смеси.

14 94 95 формула изобретения сти перемешивания, осуществляют периодическое изменение направления подачи хордальных струй.

Способ смешения потоков газа или жидкости путем подачи в сносящий поток распределенных рядами поперечных хордальных струй другого компонента, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективно2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в соседних рядах изменение направления подачи струй осуществляют в противофазе.

Таблица 1

019 021 023 025 027 029 031

Таблица 2

150 200

300

50 100

0,39 0,42 0,44 0,45 0,47 0,48 вПР

Х и х„

0,51

0,76

1,02

0,68

0,73

0,87

0,84

0,59

0,02

0,96

0,71

0,53

0,99

0,99

0,62

0,51 0,97

0,99

0,67

0,52

0,95

0,98

0,75

0,54

0,16

0,94

0,88

0,61!

49495!

Редактор И. Горная

Закан 4! 47/4

Тирах 547

Подо исн ое

ВНИИПИ Госулар<-.-.íåííîãî комитета по изобретениям и открытиям пин 1III1 ГГГР

1 13IË5, !"!осква, Ж-35, Раушская наб., д . 4 /5

Пропав. и .гпенн.-! лпиграфическое предприятие, r. Ухгород. Уп, 11по к:ноя, А-Д

Б-Е

Составитель Т. Круглова

Техред А.Кравчук КорректоР Патай