Камера смешения
СOIO3 CABFTÃÊÈÕ
< ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУбПИК (я)5 В 01 Г 5/00
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ р1= arcsin(1-(0,59...0,61) х
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4722683/26 (22) 19.06.89 (46) 28.02.93. Бюл. ¹ 8 (71) Казанское научно-производственное объединение "Нефтепромавтоматика" (72) М,Ю.Спиридонов. М,И,Зингер, А.Ю.Спиридонов, В.Г.Сотников и Ю.А.Спиридонов (56) Ю.А,Спиридонов и др. Отчет о научно-технической работе. Исследование характеристик камер смешения теплоэнергетического оборудования для интенсификации добычи нефти, государственная регистрация
N 76007046, 1977.
Изобретение относится к устройствам для смешения турболентных потоков жидкостей и газов и может быть использовано в раэличных отраслях промышленности, например в энергетике, химической и нефтя-. ной промышленности для приготовления смвсей с заданным составом и качеством.
Цель изобретения — в устранении укаэанных недостатков, то есть. повышение эффективности процессов на режимах, . отличных от номинального. Укаэанная цель достигается тем, что в камере смешения, содержащей корпус. газовый коллектор и систему кольцевых распределителей, снабженных насадками вдоль внутренних . образующих, оси насадков каждого рас-" првделителя наклонены к радиусам корпуса под углом.
„„. Ж „„1797971 А1 (54) КАМЕРА СМЕШЕНИЯ (57) Сущность изобретения; камера смешения включает корпус, коллектор и кольцевые распределители Вдоль внутренней образующей кольцевых распределителей установлены насадки. Ось насадки наклонена к радиусу, проходящему через насадок, под острым углом, Отношение высоты каждого насадка к его диаметру составляет не менее 1,5. 3 ил. и разнонаправлены для соседних распределителей, а высота каждого насадка составляет не менее 1,5 его диаметра, где dg— диаметр оси распределителя, астр — наружный диаметр трубы распределителя, i — порядковый номер распределителя, считая от ) центра сечения камеры, Неравномерность распределения попе- О речного компонента в потоке ограниченной протяженности может привести к снижению качества смешения вследствие образования местных зон с концентрацией поперечного компонента существенно отличающейся от средней. Для предотвращения образования. этих зон необходимо на всех режимах работы камеры добиваться равномерного распределения поперечного компонента по площади поперечного сечения потока.
В условиях одностороннего, направлен. ного к центру. поперечного вдува струй равномерность распределения концентрации
1797971 (4) (2) Гнар. ган (5) поперечного компонента в сносящем потоке определяется относительной глубиной проникновения струй h где гн,р I — радиус наружной границы кольцевого участка; . Ган.1 — РаДИУС ВНУтРЕННЕй ГРаНИЦЫ КОЛЬцевого участка;
r — радиус окружности, до которой проникают струи, вытекающие иэ насадков распределителя, или координата глубины проникновения струй.
Как показали экспериментальные исследования, проведенные в лаборатории Газовой динамики и горения" КФ МЭИ, выполненные в широком диапазоне изменения геометрических и режимных пара- 20 метров (1) минимальная неравномерность распределения концентраций поперечного компонента О = 0 (О =, где
Смакс — Смин
C»« — максимальная концентрация в сечении, Смин — минимальная, Сср — средняя по сечению) достигается при значении относительной глубины проникновения струй h =
=0 59 0 61, При h < 0,59 или h > 0,61 неравномерность распределения поперечного 30 компонента резко возрастает,.
Иэ выражения (2) после преобразований получается соотнОшение для координзты глубины проникновения, обеспечивающей наилучшую равномерность распределения концентрации поперечного компонента h1 = 11нар,i (0,59...0,61)(1нар.! Ьан1) (3)
Изменение режима работы камеры связано с изменением давления подачи поперечного компонента, вследствие чего . изменяется глубина проникновения струй в плоскости их траекторий С тем, чтобы зто 45 изменение в меньшей степени сказывалось на глубине проникновения по ширине каждого канала камеры между двумя соседними распределителями, предлагается направлять струи газа по хордам, касательным к окружностям радиуса hi .Тогда углы наклона осей насадков к радйусам камеры сгорания, проходящим через точки пересечения осей насадков с внутренними образующими распределителей. определяются из соотношения
h1 р1 = arcsin
11нар.1 или, используя (3) p1 = arcslnt1-(0,59...0,61) х
Следуя системе обозначений, представленных на фиг.2. можно записать 2h„i =
=dx)-1 + dipl-1: 2Ьнар1 = бк — d1pl ГДЕ dxi— диаметр оси распределителя, dT; — наружный диаметр трубы распределителя,! — порядковый номер распределителя, считая от центра сечения камеры, Тогда выражение (4) приобретает вид
p = arcsln(1 — (0,59...0,61) х
Поперечные струи, проникая из кольцевых распределителей в цилиндрические насадки, расположенные под углом к распределителям, изменяют направление своего движения. С тем, чтобы новое направление движения струи в насадке совпало с осью насадки, длина его вдоль оси должна быть 1,5 диаметра.
Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что известные технические рец ения, имеющие признакИ сходные-с при .==:åìè, отличающими предлагаемое изобретение от прототипа, не обнаружены.
Нз фиг.1 приведена схема продольного разреза камеры смешения; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — элемент В на фиг,2, Камера смешения состоит из корпуса 1, газового коллектора 2, выполненных в виде соосных круглых кольцевых распределителей 3, снабженных насадками 4 вдоль внутренних образующих, оси насадков 4 наклонены к радиусам камеры сгорания, проходящим через точки пересечения осей насадков 4 с внутренними образующими распределителей.3 под углами
p = arcsin(1-(0,59„,0,61) х х 1 . ) бп1 — 1 + астр — 1
dkl — de ) и. противоположно направлены для соседних распределителей, а длины насадков составляют 1,5 диаметра насадки.
Устройство работает следующим образом.
Основной компонент двигается в корпусе 1 сплошным потоком с равномерным профилем скорости по сечению камеры.
Поперечный компонент из коллектора 2 поступает в распределители 3 и оттуда через насадки 4, имеющие относительную высоту
1.5 его диаметра. вытекает в сносящий поток под углом р к радиусам камеры смешения. проходящие через точки пересечения осей насадков 4 с внутрен ними образующими распределителей 3.
Выдув струй под углом
p = arcsin (1-(0,59...0,61) х приводит к тому, что струи выдуваются по траекториям, касательным к окружности радиусом h (см. фиг.2), до которой проникают струи, вытекающие из насадков распределителей. При этом с изменением давления подачи топлива глубина проникновения струй в радиальном направлении изменяется слабо, чем обеспечивается наибольшая равномерность распределения концентрации поперечного компонента в пределах каждого кольцевого участка сечения.
Таким образом преимуществом предлагаемой камеры смешения по сравнению с
5 прототипом является повышенная равномерность распределения топлива по сечению при изменении режима работы камеры, Разнонаправленность струй соседних распределителей позволит повысить эффектив10 ность смешения эа счет дополнительного перемещения противоположно закрученных потоков вторичной зоны, .Формула изобретения
Кучера смешения включающая корпус, 15 коллектор и кольцевые распределители, вдоль внутренней образующей которых установлены насадки. отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона устойчивой работы камеры смешения и повышения
20 интенсивности процесса смешения, ось насадка каждого из распределителей наклонена к радиусу, проходящему через насадок, под острым углом, при этом отношение высоты каждого насадка к его диаметра не менее 1,5.
1797971
ВР4
PUP.. Я
Составитель М.Спиридонов
Редактор Л.Народная Техред М.Моргентал Корректор О,Густи
Заказ 732 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН ССС
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101
