Гидродинамический кавитационный реактор

 

Изобретение относится к устройствам для диспергирования и перемешивания гидродинамическими кавитационными реакторами и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности. Целью настоящего изобретения является интенсификация перемешивания . Гидродинамический кавитационный реактор включает конфузор, диффузор, проточную камеру с установленными в ней пристеночными и средним кавитаторами и размещенной вдоль оси камеры в ее выходной части ударной пластиной. Проточная камера имеет прямоугольную форму сечения. Стенки выходной части проточной камеры и поверхности ударной пластины образуют два параллельно расположенных канала, каждый из которых имеет профиль сопла Лаваля. Пристенные кавитатори выполнены в виде упругих пластин, закрепленных одним концом на стенках проточной камеры . Средний кавитатор выполнен в виде двух упругих пластин, образующих между собой острый угол. Пластины кавитаторов установлены под углом 30° к оси проточной камеры, направленным навстречу потоку . 2 ил. сл С

. союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s В 01 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4426945/26 (22) 18.05.88 (46) 23.05,91. Бюл. Q 19 (71) Киевский политехнический институт им.

50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) С.В.Волейник, А.С.Мачинский, A.Ô.Немчин и А.В.Волейник (53) 66.063(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1214808, кл. 0 21 В 1/36, 1986. (54) ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ КАВИТАЦИОННЫЙ РЕАКТОР (57) Изобретение относится к устройствам для диспергирования и перемешивания гидродинамическими кавитационными реакторами и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности. Целью настоящего изоИзобретение относится к устройствам для диспергирования и перемешивания гидродинамическими кавитационными реакторами и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленностисти.

Целью настоящего изобретения является интенсификация процесса перемешивания.

На фиг.1 представлен продольный разрез гидродинамического кавитационного реактора; на фиг.2 — сечение А — А на фиг.1.

Гилродинамический кавитационный реактор включает конфузор 1, диффузор 2, проточную камеру 3 с установленными в ней пристеночными 4 и средним 5 кавитаторами

„„5iJ„„1650227 А1 бретения является интенсификация перемешивания. Гидродинамический кавитационный реактор включает конфузор, диффуэор, проточную камеру с установленными в ней пристеночными и средним кавитаторами и размещенной вдоль оси камеры в ее выходной части ударной пластиной. Проточная камера имеет прямоугольную форму сечения.

Стенки выходной части проточной камеры и поверхности ударной пластины образуют два параллельно расположенных канала, каждый из которых имеет профиль сопла

Лаваля. Пристенные кавитаторы выполнены в виде упругих пластин, закрепленных одним концом на стенках проточной камеры. Средний кавитатор выполнен в виде двух упругих пластин, образующих между собой острый угол. Пластины кавитаторов установлены под углом 30 к оси проточной камеры, направленным навстречу потоку. 2 ил. и размещенной вдоль оси камеры 3 в ее 0 выходной части 6 ударной пластиной 7. Про- (Я точная камера 3 имеет прямоугольную форму сечения. Стенки выходной части 6 проточной камеры 3 и поверхности ударной пластины 7 образуют два параллельно расположенных канала 8 и 9, каждый из которых имеет профиль сопла Лаваля. При- .. стенные кавитаторы 4 выполнены в виде упругих пластин, закрепленных одним кон-, «в цом на стенках проточной камеры 3. Средний кавитатор 5 выполнен в виде двух упругих пластин, образующих между собой острый угол. Пластины кавитаторов 4 и 5 установлены подуглом 30 к оси проточной камеры 3, направленным навстречу потоку.

1650227

Гидродинэмический кавитационный реактор работает следующим образом.

Поток обрабатываемой смеси подается насосом через конфузор 1, создающий необходимую скорость (10-15 м/с) и падение статического давления, в проточную камеру

3, где при обтекании кэвитаторов 4 и 5 о0разуются каверны (кавитационные полости), В результате влияния работы насоса давление смеси на входе в реактор и перед кавитаторами 4 и 5 непостоянно. Под воздействием пульсирующего набегающего потока смеси пластины кавитаторов 4 и 5 упруго деформируются с изменением величины углов и, следовательно, размеров каверн, При этом пропорционально изменениям давления и скорости смеси изменяется и площадь проходного сечения щелей между кавитаторами 4 и 5. Таким образом создаются оптимальные условия для поддержания постоянной величины энергии кавитационного поля. Наибольшая эффективность достигается при установке кавитаторов 4 и 5 под углом 30 к оси проточной камеры 3 навстречу потоку. При замыкании хвостовой части каверны, а также в результате пульсаций, возникающих при изменении ее размеров, образуется большое количество газонаполненных пузырьков размерами, равными и превышающими кавитационные пузырьки, Далее смесь, состоящая из обрабатываемой среды и газонаполненных пузырькоа, проходит выходной участок 6 проточной камеры 3, стенки которой образуют с поверхностями ударной пластины 1 каналы 8 и 9 с профилями сопла Лаваля. На конфузорных участках каналов 8 и 9 скорость смеси увеличивается с одновременным понижением статического давления в потоке, что способствует росту существующих кавитационных пузырьков и зарождению новых. Одновременно часть газонаполненных пузырьков схлопывается с образованием кумулятивных микроструй, воздействующих на обрабатываемую среды по всему объему потока.

Схлопывание пузырьков на конфузорных

Формула изобретения

Гидродинамический кавитационный реактор, включающий конфузор, диффузор, 30 проточную камеру с установленными в ней пристеночными и средним кэвитаторами и размещенной вдоль ее оси в выходной части ударной пластиной, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса

35 перемешивания, стенки выходной части проточной камеры и поверхности ударной пластины образуют два параллельно расположенных канала, имеющих профиль сопла

Лаваля, пристенные кавитаторы выполнены

40 в виде упругих пластин, закрепленных одним концом на стенках проточной камеры, а средний кавитатор выполнен в виде двух

- упругих пластин, образующих между собой острый угол, при этом пластины всех кави45 таторов установлены под углом 30 к оси проточной части, направленным навстречу потоку.

25 участках каналов 8 и 9 вызывает дополнительное увеличение ядер кавитации. После прохождения критических сечений каналов

8 и 9 дозвуковой поток поступает в диффуэорные участки, где происходит его торможение, сопровождаемое ростом статического давления и появлением косых и прямых скачков уплотнения, образующих систему ударных волн (чередование областей с различным давлением, плотностями, оптической проницаемостью). В результате кавитационные пузырьки схлопываются, Создается вторая зона кавитационно-кумулятивного воздействия на обрабатываемую смесь. В диффузоре 2 реактора скорость потока смеси уменьшается до скорости транспортировки по трубопроводу (1-2,5 мlс).

Предлагаемая конструкция реактора позволяет интенсифицировать процессы диспергирования и перемешивания и снизить примерно вдвое энергетические затраты за счет кавитационно-кумулятивного воздействия на смесь по всему объему потока и увеличения времени пребывания потока в зоне кавитационного поля.

1650227 иг. 1

А-А

Составитель В. Боев

Техред М.Моргентал Корректор И. Муска

Редактор Т. Куркова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1971 Тираж 409 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5