ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Схемы пневматических форсунок для распыления вязких жидкостей из "Распыляющие устройства в химической промышленности" Недостаточно надежная работа агрегатО(В на высоковязких растворах во многом связана с плохой организацией процесса распыления. Опыты показывают, что в этом случае центробежные форсунки непригодны в связи с тем, что при повышении вязкости из-за увеличения сил трения происходят значительные потери энергии в потоке. Это явление приводит к уменьшению скорости жидкости на выходе из сопла форсунки, ухудшению закрутки и утолщению пелены, что, в свою очередь, ведет к ухудшению распыла. [c.119] Улучшить дисперсность вязких жидкостей возможно несколькими способами. Во-первых, подогревом, так как с увеличением температуры вязкость существенно уменьшается во-вторых, увеличе-шием давления подачи и, в-третьих, выбором оптимальной схемы пневматической форсунки. [c.120] В настоящей главе рассматривается третий путь решения задачи на основе результатов исследований нескольких конструктив-шых схем пневматических форсунок, обеспечивающих расход распыляющих растворов 2000 кг/ч и дальнобойность струи 2 м. [c.120] Как уже отмечалось, наиболее эффективное воздействие на процесс распыления жидкости оказывает относительная скорость распыляющего воздуха, выходящего из сопла пневматической форсунки, и соотношение между массовым расходом жидкости и воздуха. Однако и высокая относительная скорость воздуха, и большой расход распыляемой жидкости вызывают увеличение дальнобойности факела. Устранить эти противоречивые тенденции в прямоструйных пневматических форсунках большой производительности оказалось невозможным. [c.120] При решении задачи, связанной с разработкой конструкции пневматических форсунок большой производительности с малой дальнобойностью факела, были вьшолнены следующие условия во-первых, жидкость в форсунку подавалась по кольцевому зазору слоем достаточно малой толщины и, во-вторых, воздух, необходимый для распыления жидкости, предварительно закручивался. Для закрученного потока воздуха при большей относительной скорости осевая составляющая будет невелика при соответственно малой дальнобойности факела распыленной жидкости. [c.120] В случае подачи жидкости тонким слоем она распыляется лучше, чем сплошная цилиндрическая струя. Эго подтверждают, например, исследования распыления жидкости центробежными форсунками. Известно, что медианный диаметр капель увеличивается несколько быстрее, чем толщина пелены в месте ее распада. [c.120] С учетом рассмотренных выше соображений было разработано несколько вариантов пневматических форсунок [63]. Схема одной из них показана на рис. 56. Форсунка работает следующим-образом воздух, проходя по много-заходному шнеку 5, закручивается и поступает в камеру 3. Встречаясь с жидко- стью, которая подводится по кольцевому каналу 1 и торцовому зазору 4, воздух захватывает и распыляет ее. Для увеличения угла распыла выходное сопло форсунки выполнено в виде кольцевой щели, которую образует центральный стержень 2 с коническим отражателем на конце. Жидкость вытекает через эту щель в виде полого конуса. Меняя угол конуса можно изменять угол распыла. [c.120] На рис. 57 и 58 приведены расходная характеристика указанной форсунки и фотографии факела распыла при различных углах конуса для постоянного торцового зазора. Дисперсность распыла определялась методом улавливания капель на закопченную пластинку. Опыты проводились при давлениях жидкости 500 и 700 кПа и давлениях распыливающего воздуха соответственно 650 и 850 кПа. Было исследовано количественное и объемное распределение капель по размерам (спектр распыла) при двух значениях угла конуса центрального стержня (ф=45 и 120°). [c.120] Из рис. 59, а видно, что медианный диаметр капель для вязкой жидкости р н 500 кПа, рв=700 кПа и ф=120°) м = 90 мкм, а для воды, йм 60 мкм.. [c.121] Изменение угла конуса центрального стержня (при тех же давлениях воздуха и-жидкости) изменяет медианный диаметр капель изменение угла с 45 до 120 уменьшает медианный диаметр капель со 140 до 90 мкм, а повышение давления жидкости с 500 до 700 кПа и воздуха с 650 250 до 850 кПа уменьшает его с 120 до 70 мкм. [c.121] Опыты показали, что форсунка с предварительной закруткой воздуха обеспечивает удовлетворительный распыл в широких пределах изменения расхода жидкости (от 40 до 240 кг/ч) при расходах воздуха, составляющих примерно 1,8 кг на 1 кг вязкой жидкости. [c.121] Зависимость жидкости от давления личных соотношениях расходов. [c.121] Следует заметить, что при повышении давления жидкости для того же отношения расхода воздуха и жидкости размеры капель уменьшаются. [c.123] Окончательно факел жидкости формируется воздухом, подаваемым через кольцевую щель I, образованную конусом 8 и дефлектором 9. Форма и структура факела распыленной жидкости могут изменяться в широких пределах установкой дефлектора соответствующей формы. [c.125] Воздух, поступающий через кольцевую щель вдоль дефлектора, обеспечивает не только дополнительное распыление жидкости, но и устраняет ее попадание на дефлектор, а в случае подачи эрозионно-агрессивной жидкости предотвращает его от износа. Однако если высота, с которой жидкость самотеком поступает в форсунку, превышает 2,0 м, то существенно усложняется задача, связанная с защитой дефлектора от эрозии. Устранить его эрозию можно соответствующим подбором материала. Как показывает практика, более рациональным является подача эрозионно-агрессивной жидкости самотеком с высоты не более 1—20 м. [c.125] В работе [64] приводится схема пневматической форсунки с отражателем. Форсунка (рис. 60, б) представляет собой корпус 6 с центральной трубкой 5. На корпусе смонтирован наконечник 3. В трубку 6 ввернута коническая втулка 2 с перфорированными стенками, на которой укреплен дефлектор 1. Штуцер 7 для подвода распыляющего воздуха расположен относительно корпуса тангенциально. Величина кольцевого зазора между втулкой 2 и наконечником 3 регулируется осевым перемещением трубки 4, которая фиксируется и центрируется винтами. Жидкость подается в трубку 5 и вытекает через отверстия втулки 2. Сжатый воздух или пар подается в корпус 6 и, выходя с большой скоростью из кольцевого зазора между наконечником 3 и втулкой 2, распыливает жидкость. [c.125] Особенностью форсунок с дефлектором является незначительная зависимость дисперсности распыла от рабочей нагрузки по распыливаемой жидкости. В опытах [64] нагрузка на форсунку изменялась от 3.6 до 18 кг/ч, однако заметного влияния на дисперсность распыла не было обнаружено. [c.125] На рис. 60, в изображена форсунка с подачей воздуха по центральному каналу. Жидкость подается по двум боковым каналам 3 и поступает в кольцевой зазор, образованный соплом 5. Сжатый воздух подается по цилиндрическому каналу 4, при этом часть его проходит через два ряда отверстий 2 (в каждом ряду расположено 22 отверстия диаметром 1—1,5 мм), увлекая за собой вязкую жидкость и предварительно ее распыляя. Дальнейшее формирование факела распыленной жидкости и дополнительное дробление ее капель осуществляются потоком воздуха, подаваемого через два ряда отверстий /, расположенных в тарелке 6 центрального стержня. В тарелке имеется 48 отверстий (по 24 в каждом ряду) диаметром 1—1,5 мм. В форсунке размеры сопла 5 и диаметры отверстий 7 и 7 подобраны таким образом, чтобы при наименьшей затрате сжатого воздуха распылить максимальное количество жидкости. Уменьшение дальнобойности факела достигается разделением потока воздуха на ряд мелких струй. [c.125] Расход жидкости, форма и структура факела, распыленного такой форсункой, могут изменяться в широких пределах путем установки соответствующих сопел 5, выбором диаметров отверстий 1 я 2, диаметра и формы тарелки 6. [c.126] На рис. 61 показаны фотографии факела распыла вязкой жидкости (у= = 16—8-10 5) обеими форсунками. У форсунок с дефлектором диаметром 100 мм при давлении подаваемой жидкости 30—40 кПа и давлении распыляемого воздуха 400 кПа диаметр поперечного сечения факела составлял 2,5 м, а дально-. бойность 4 м. [c.126] Вернуться к основной статье