ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Способы диспергирования жидкостей из "Процессы и аппараты химической технологии Часть 1" Классификация способов диспергирования. В основу рассматриваемой классификации положены способы подвода энергии, расходуемой непосредственно на диспергирование жидкостей. В соответствии с этим различают гидравлическое, механическое и пневматическое диспергирование. [c.135] Гидравлическое диспергирование. При этом способе диспергирования основным энергетическим фактором, приводящим к распаду жидкости на капли, является давление нагнетания. Проходя через диспергирующее устройство, жидкость приобретает достаточно высокую скорость и преобразуется в форму, способствующую быстрому и эффективному распаду (струя, тшенка и т. п.). [c.135] Форсунки для гидравлического диспергирования по принципу действия подразделяют на струйные, с соударением струй, центробежные. [c.135] Струйные форсунки представляют собой насадок с цилиндрическим или какой-либо другой формы отверстием (соплом). Вытекающая из него под действием перепада давления струя распадается на капли с довольно большим разбросом размеров по диаметру. На рис. 6-21 в качестве примера приведены схемы струйных форсунок с цилиндрическим, щелевым, кольцевым соплом и с соплом в виде круговой прорези. [c.135] Форсунки с соударением струй работают по принципу разбивания на капли нескольких струй, вытекающих из соответствующих насадков. Из точки столкновения двух цилиндрических струй результирующий поток растекается радиально, образуя плоскую пленку, распадающуюся на капли. [c.135] Центробежные форсунки обычно имеют ташенциальные входные отверстия, что способствует более интенсивному распаду струи при ее выходе из сопла. [c.135] Гидравлическое диспергирование-простой и самый экономичный по потреблению энергии способ диспергирования (2-4 кВт на диспергирование 1 т жидкости), поэтому он наиболее широко распространен в технике. [c.135] Повысить эффективность гидравлического диспергирования можно наложением пульсаций давления или расхода (чаще и того, и другого) на поток диспергируемой жидкости. Возникающие при пулъсационном диспергировании дополнительные колебания жидкостной струи или пленки способствуют увеличению поверхностной энергии, быстрой потере устойчивости потока и, как следствие, более тонкому диспергированию. [c.136] Другим методом повышения эффективности гидравлического диспергирования является сообщение потоку жидкости дополнительной энергии за счет высоковольтного электрического разряда (пробоя жидкости) в полости распылителя. При этом происходит выброс высокоскоростного потока капель, которые догоняют и дополнительно дробят капли, покинувшие диспергирующий элемент в период между импульсами. Кроме того, сопровождаюище разряд эффекты (ударная волна, кавитация) длятся практически весь промежуток времени между импульсами и также приводят к дроблению жидкости, покидающей распылитель за это время. [c.136] Механическое диспергирование. При этом способе диспергирования жидкость получает энергию вследствие трения о быстровращающийся рабочий элемент. Приобретая вращательное движение, жидкость под действием центробежных сил срывается в виде пленок и струй с рабочего элемента и дробится на капли. [c.136] ЖИДКОСТИ на рабочий элемент и погружные. При подаче жидкости на рабочий элемент жидкость под действием центробежных сил течет по нему и диспергируется за его пределами. Наиболее простым из таких устройств является гладкий тарельчатый диск (рис. 6-22) для повышения эффективности диспергирования диск может приводиться во вращательное движение. [c.137] К основному достоинству механического способа диспергирования следует отнести возможность дробления высоковязких и загрязненных жидкостей. Недостатком является то, что рабочие элементы при механическом диспергировании довольно сложны в изготовлении и эксплуатации и энергоемки (расход энергии составляет порядка 15 кВт на 1 т жидкости). [c.137] Пневматическое диспергирование. При этом способе диспергирования энергия подводится к жидкости в основном в результате динамического взаимодействия жидкости с потоком газа. Благодаря большой относительной скорости потоков в диспергирующем элементе жидкость сначала расслаивается на отдельные нити (струи), которые затем распадаются на капли. [c.137] Обычно выбор пневматического диспергирования обусловлен необходимостью получения мелкодисперсных капель жидкости (диаметром порядка 100-200 мкм), что трудно реализовать другими способами диспергирования. На рис. 6-23 приведена схема одной из разновидностей пневматической форсунки. Диспергируемую жидкость подают на тарелку 3, куда поступает также сжатый воздух, который сдувает с тарелки жидкость и диспергирует ее. [c.137] Эффективность пневматического диспергирования может быть существенно повышена, если газу сообищть колебания ультразвуковой частоты, что при прочих равных условиях обеспечивает более тонкое и однородное дробление жидкости. [c.138] Распад С1 руй и пленок жидкости при различных способах диспергирования. Разрушение струи (пленки) жидкости является в основном следствием развития в ней колебательных процессов, возникновение которых обусловлено внепшими и внутренними факторами. К внешним относятся аэродинамические силы, стремящиеся деформировать и разорвать струю (пленку), к внутренним-возмущения, обусловленные качеством изготовления диспергирующего устройства, его вибрациями, конструктивными особенностями и т. п. [c.138] На процесс распада струи (пленки) жидкости влияют также физические свойства жидкости и окружающей среды. (Отметим, что в ряде случаев в качестве окружающей среды может быть не только газ, но и жидкость, например при получении эмульсии.) Так, вязкость жидкости оказывает стабилизирующее воздействие, затрудняя развитие волновых явлений, а следовательно, и диспергирование при увеличении поверхностного натяжения наблюдается замедление распада струи жидкости. [c.138] Механизм дробления жидкости, покинувшей диспергируюпщй элемент, зависит в основном от формы вытекающей струи и соотношения скоростей струи и окружающей среды, которые, в свою очередь, определяются способом диспергирования и конструкцией диспергирующего устройства. [c.138] При гидравлическом диспергировании скорость окружающего газа (жидкости) обычно значительно ниже скорости истечения, а жидкость вытекает из диспергирующего устройства в виде цилиндрической струи или пленки различной формы. [c.138] Вернуться к основной статье