Смесительная головка

Затем преполимер смешивают с удлинителями цепи. Эта операция проводится в специальных самоочищающихся смесительных головках с высокой скоростью перемешивания (частота вращения мешалки до 30 000 об/мин) в течение 5—15 с, далее реакционная масса поступает в нагретые формы, помещенные на обогреваемые столы (продолжительность пребывания массы в формах 60—10 мин при 100—140 °С). Для достижения оптимальных свойств извлеченные из форм изделия подвергаются термостатированию при 100— 120°С в течение нескольких часов. [c.531]

Полиэфир, толуилендиизоцианат и активаторная смесь при 20—25 °С непрерывно подаются в смесительную головку машины 4 (машина УБТ-65), в которой все компоненты смешиваются, и полученная смесь через сливной патрубок непрерывной тонкой струей поступает в движущуюся бесконечную бумажную форму. Смесительная головка, представляющая собой цилиндр с коническим дном, снаб-женн )1Й мешалкой, находится на каретке, которая совершает возвратно-поступательное движение поперек движущейся формы. Таким образом смесь равномерно разливается в форму. [c.86]

Ниже приведены нормы загрузки компонентов в смесительную головку (в мае. ч.) [c.86]

Для обоих процессов — производства блочных пенопластов и заливки на месте ирименения — разработаны трехкомпонентные заливочные машины [27], основные узлы которых (система кондиционирования, дозировочные насосы, линии рециркуляции и смесительная головка) выполнены нз материалов, стойких к действию агрессивных сильных неорганических кислот. Современные заливочные машины имеют производительность от 5 до 65 кг/мни. Ол<и-дается, что заливка на месте ирименения станет основным методом получения пенопластов. [c.177]

Исходные компоненты подаются дозировочными насосами, перемешиваются в одной или двух смесительных головках — кислотный катализатор вводится последним — и разбрызгиваются ио всей ширине нагретой конвейерной ленты. Реакционную способность смолы подбирают таким образом, чтобы вспенивание начиналось через 30—60 с, а отверждение происходило за 4—9 мин. [c.177]

Согласно первой схеме, в двух отдельных и приблизительно равных по объему емкостях находится в готовом виде расплавленный лактам. В одну емкость к лактаму добавляют инициатор, в другую — катализатор в требуемых количествах и при температурах, оптимальных для прохождения реакции. Прп заливке формы примерно равные объемы двухкомпонентных смесей подают через отдельные дозирующие клапаны в смесительную головку и затем перекачивают расплав в форму. При таком способе приготовления смеси смещение компонентов происходит весьма быстро, что позволяет намного повысить производительность процесса. Операции перемещивания и подачи смеси к форме должны осуществляться очень быстро, так как уже в процессе смещения компонентов за несколько минут может произойти полимеризация. [c.201]

Установки непрерывного действия являются стационарными агрегатами, включающими 2- и 3-компонентные смесители, к которым по раздельным трубопроводам с помощью насосов подаются компоненты. Из смесителей через смесительные головки готовую композицию заливают в формы или подают на непрерывно движущиеся ленты транспортеров. [c.14]

Наличие пограничного слоя у стенок камеры сгорания в модели процесса горения не учитывается. Для расчета влияния смесительной головки на стенку камеры сгорания необходимо провести отдельный анализ пристеночного слоя с тем, чтобы определить коэффициенты теплопередачи. Различие расчетов процессов горения и теплопередачи в стенку наиболее удобно для камер сгорания с абляционным охлаждением, поскольку [c.152]

В зоне у смесительной головки происходят быстрые изменения в распределении и дроблении жидких компонентов и как следствие наличествуют значительные градиенты состава, температуры и давления. При этом возникает квазиустойчивое [c.142]

На некотором осевом расстоянии от смесительной головки оба компонента топлива уже полностью распылены и хорошо перемешаны, так что коэффициент соотношения компонентов становится постоянным по всему поперечному сечению камеры сгорания выравнивается и состав газовой фазы. Так как объем жидких компонентов в камере сгорания составляет лишь малую толику объема горячих газов (порядка 1%), вероятность соударения капель и их взаимодействия в факелах распыла пренебрежимо мала. Таким образом, в зоне смешения капли обоих компонентов ускоряются потоком окружающего их горячего газа. Теплопередача от горячего газа к жидким каплям вызывает испарение последних. Образующиеся пары перемешиваются и реагируют с окружающим газом с образованием до- [c.143]

ВЛИЯНИЕ СМЕСИТЕЛЬНОЙ ГОЛОВКИ НА СТЕНКУ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ [c.152]

Влияние смесительной головки на аблирующую стенку камеры сгорания изучалось на объемной модели цилиндрической камеры сгорания для условий устойчивого горения и распыления, происходящего при столкновении струй жидкостей. Использование уравнений, полученных при анализе горения одиночной капли, ограничивает анализ процесса горения условиями, в которых жидкая фаза может рассматриваться в виде поля невзаимодействующих сферических капель. Таким образом, указанная модель горения применима лишь за зоной впрыска и распыления, для которой разработан свой метод анализа. Трехмерная модель установившегося процесса разработана для зоны горения, а одномерная — для расположенной следом за ней зоной догорания в трубках тока (см. рис. 80). [c.152]

В результате был предложен альтернативный вариант расчета, позволяющий использовать маршевые конечно-разностные схемы без возникновения вычислительной неустойчивости. Поскольку пробные расчеты показали, что поперечные градиенты давления везде в камере, за исключением зоны, непосредственно примыкающей к смесительной головке, очень малы [c.156]

Приближенные вычисления генерации газа с использованием испарения капли для области в непосредственной близости от смесительной головки показывают, что объемная скорость газификации о (см см с ) лежит в диапазоне —5- в зависимости от среднего диаметра капель и шага между форсунками. У смесительной головки, где средняя осевая скорость газа порядка 50 м/с, скорость генерации газа очень высока, вследствие чего эффекты вдува превалируют над переносом количества движения. С учетом этого определяется потенциал скорости для поля поперечных скоростей и (7.28) принимает вид [c.157]

Расчеты проводились для смесительной головки с 18-ю трехструйными форсунками, показанной на рис. 82. Из рисунка видно, что смесительная головка состоит из одинаковых секторов (типа АОВ) трехструйных форсунок. Линия DO представляет плоскость симметрии. Лучи ОА и ОС, таким образом, определяют границы симметричной области вдоль всей камеры и сопла, на которых должны отсутствовать перетекания или градиенты параметров. Таким образом, для получения полной картины течения продуктов сгорания, полей температур и концентраций компонентов топлива достаточно рассмотреть сектор [c.159]

Рис. 85. Изменение параметров рабочей среды в камере сгорания с удалением от смесительной головки с 18 трехструйными форсунками, изображенной на рис. 82 [164].

Рис. 86. Сравнение расчетного и измеренного тепловых потоков для смесительной головки, изображенной на рис. 82 [164].

На рис. 86 сравниваются с экспериментальными данными рассчитанные осевые распределения тепловых потоков вдоль образующих камеры на углах 332 и 17° смесительной головки, представленной на рис. 82. Сходимость превосходная, особенно в зоне минимальных тепловых потоков, отстоящей от смесительной головки на 7—8 см, где наряду с исчезновением радиальных скоростей газа происходит максимальное испарение жидкости у стенки камеры. [c.163]

Высокочастотная неустойчивость обычно зависит только от характеристик камеры и параметров внутрикамерного процесса, так как она возникает в результате взаимосвязи между процессом горения и акустическими характеристиками камеры. Таким образом, на нее влияют и свойства компонентов топлива, и геометрические параметры камеры сгорания. К свойствам топлива, играющим важную роль, относятся те, что связывают динамическую реакцию процесса горения с возмущениями в камере сгорания. Эта реакция определяется чувствительным к давлению временем запаздывания [30], которое зависит от летучести и самовоспламеняемости компонентов топлива, степени распыления, давления в камере сгорания и соотношения компонентов. Конструкция камеры сгорания не только определяет характерные акустические частоты, но и оказывает значительное влияние на разность Ау скоростей газа и капель компонентов топлива, определяющую скорости испарения. Наиболее чувствительной к возникновению высокочастотной неустойчивости является зона, где величина Av минимальна, т. е. пространство вблизи смесительной головки шириной в несколько сантиметров [9]. Типичные кривые скоростей испарения приведены на рис. 93. [c.175]

Поверхностная скорость испарения капли возрастает с увеличением Ау, а общая поверхность капель в процессе испарения уменьшается. Таким образом, скорость испарения и скорость газа имеют максимальную производную в точке А на рис. 93. Скорость жидкости у смесительной головки равна скорости впрыска и уменьшается до уровня Аи = 0 в точке В. За точкой В газы разгоняют капли, но запаздывание капель сохраняется до полного испарения в точке С. [c.176]

На рис. 94 показаны две смесительные головки с механическими устройствами подавления неустойчивости. Первая снабжена демпфирующими перегородками, весьма эффективными при радиальной и тангенциальной высокочастотной неустойчивости. Во второй предусмотрены акустические резонаторы. [c.177]

Двигатель считается работоспособным, если может выдержать температуру горения в течение заданного времени. В современных ЖРД она поднимается выше 3500 К, и приходится принимать специальные меры защиты огневой поверхности смесительной головки, демпфирующих перегородок и стенок камеры [c.177]

Рис. 94. Смесительные головки ЖРД с демпфирующими перегородками (а) я щелевыми акустическими поглотителями радиальных и тангенциальных

К факторам, влияющим на работоспособность камеры, относятся тип топлива (к примеру, топливная пара жидкий кислород— жидкий водород имеет высокую температуру горения, а азотная кислота реагирует со многими металлами), кинетические эффекты и геометрические параметры, определяющие скорость газа. Распределение компонентов вблизи смесительной головки и скорости испарения оказывают влияние на скорость выделения энергии и теплообмен. Поэтому конструкция смесительной головки является определяющим фактором в отношении работоспособности камеры. [c.178]

Оборудование имеет различные конструкции. Фирма Admiral Equipment разработала напылительный пистолет для пенополиуретана с ироизводительностью до 2,8 кг/мин (по смеси). Смесительная головка рассчитана на пять компонентов. Машина имеет воздушный привод и воздушную систему управления. Для распыления материала в труднодоступных местах используют компактные аэрозольные установки. [c.194]

Упомянутые выше трудности можно преодолеть, изготавлиэая литьевые изделия из реакционноспособных олигомеров. Две (над большее число) низковязкие жидкости, реакционноспособные, rip отношению друг к другу, предварительно смешивают и впрыскивают в большую литьевую форму. В процессе заполнения формы происходит реакция полимеризации, которая приводит к образованию либо линейного, либо разветвленного, либо пространственно-сшитого полимера. Реакция может завершаться и после заполнения формы и даже после удаления изделия из горячей формы. Поэтому давления, требуемые для заполнения форм при литье полимеризующихся материалов, обычно невелики. Кроме того, не составляет труда гомогенизация жидких реагентов, поскольку их вязкости равны около 0,1 Па-с. Легко также контролировать процесс. Можно использовать простые смесительные головки . [c.541]

Имеется много других конструкций и видов смесителей — турбулентно-инжекторные и центрифугально-инжекторные, диа-фрагмовые со смесительными головками, смесители из двух концентрических труб, из которых внутренняя труба перфорирована. [c.307]

Вспенивающие агенты. Для получения пенопласта резол смешивают в емкости, снабженной мешалкой или трехкомионентной смесительной головкой, с отвердителем и с низкокинящей жидкостью (с низкой скрытой теплотой испарения). После непродолжительного индукционного периода температура реакционной смеси повышается (вследствие экзотермического характера реакций отверждения) настолько, что вспенивающий агент переходит в парообразное состояние. [c.175]

При непрерывной заливке пенопластов применяют машину УЗФП-1, состояш.ую из двух емкостей (для форполимера и продукта ВАГ), двух насосов и смесительной головки, соединяемой с машиной при помощи двух шлангов, по которым подаются форполимер и продукт ВАГ в необходимом соотношении. Производительность машины 6 м /ч. Разработанный ЛенЗНИИЭП и ЛИСИ фенолоформальде-гидный пенопласт типа ФЛ получают из резольного полимера марки ВИАМ-Б [45, 46]. [c.16]

Схемы процессов получения литьевых СКУ в одну или две-стадии приведены на рис. 19.6. Высушенные олигоэфиры добаВ ляют к диизоцианату при сильном перемешивании, но так, чтобы температура реакции в отсутствие катализатора не превышала 90—100 С во избежание побочных реакций. При этом получают преполимеры с концевыми изоцианатными группами.. (Преполимеры из простых олигоэфиров в герметичной упаковке-могут сохраняться до одного года.) Затем преполимер смешивают с удлинителем цепи в самоочишающихся смесительных головках с частотой вращения до 30 000 мин в течение 5—15 с. После смешения реакционную массу выливают в нагретые формы, помещенные на обогреваемые столы. Продолжительность, пребывания массы в формах 10—60 мин при 100—140 °С. Длж получения продукции оптимального качества извлеченные изг. формы изделия термостатируют при 100—120 °С в течение не--скольких часов. [c.291]

Мягкий пенополиуретан — поролон можно получать по схеме, представленной на рис. ХУП. 1. Вначале приготовляют актиратор-ную смесь, для чего в смеситель 5 загружают из мерников /, 2, 3 и 4 диметиланилин, парафиновое масло, эмульгатор и воду, Из смесителя 5 активаторная смесь непрерывно поступает в смесительную головку 6, куда также непрерывно вводятся из меринков 7 и 8 полиэфир и толуилендиизоцианат. Полученная при перемешивании в течение 1—2 мин однородная композиция сливается в бумажную форму, непрерывно движущуюся на ленточном транспортере через туннель 9. По выходе из туннеля 9 форма с пеной поступает в сушильную камеру 10, а затем на резательную машину 11, где поролон нарезается на блоки. Блоки укладываются штабелером на этажерку 12 и направляются на отверждение в течение 1—3 сут в камеру 13. Готовые блоиГ арезаются на резательном станке 14 на листы, которые затем упаковывают. [c.239]

Ламбирис и др. [104] предложили физическую картину горения в двухкомпонентном ракетном двигателе они выделили две зоны одну — у смесительной головки и другую — ниже ее по потоку. На рис. 76 показано, как сталкивающиеся струи окислителя и горючего образуют веерообразные факелы распыла, которые при последующем столкновении разбиваются на струйки и, наконец, на отдельные капли. Веерообразные факелы распыла разных компонентов при столкновении образуют зоны, в которых каждый компонент присутствует в виде жидкостных сгустков крупных и мелких капель. Впрыскиваемые струи, сгустки и капли окружены горячими газами, частично диссоциированными и способными реагировать с парами обоих компонентов, передавать тепло жидким окислителю и горючему, вызывая их нагрев и испарение, и оказывать аэродинамическое воздействие на жидкие частицы, усиливая их дробление и испарение, увеличивая осевую скорость. Активизация взаимодействия между жидкостью и горячими газами приводит к дополнительному газовыделению. Часть этих газов циркулирует вблизи смесительной головки, поддерживая определенные температуру и состав в этой зоне, а остальной газ ускоряется и истекает через сопло со сверхзвуковой скоростью. [c.142]

Входные данные для программы LISP включают число, расположение, ориентацию, размер, геометрию и тип форсунок смесительной головки, расположение узлов расчетной сетки и физико-химические характеристики, такие, как плотность топлива и перепад давления на форсунках. Программа включает в расчет до 50 форсунок и до 400 узлов расчетной сетки. [c.155]

Не менее удовлетворительная сходимость между расчетными данными и результатами эксперимента получена при холодных проливках смесительных головок с 72 двухструйными однокомпонентными и 8 двухструйными двухкомпонентными форсунками при установке пробоотборника на расстоянии 3,5 и 4 см от смесительной головки (рис. 84). Однако опыты с пробоотборником, установленным на расстоянии 7—8 см от смесительной головки, показывают, что столкновения капель от разных форсунок и жгутование могут приводить к неравномерности расходонапряженности. Влияние этих столкновений учитывается в системе уравнений сохранения количества движения для капель того же компонента и группы диаметров, но н учитывается для капель из разных групп. Таким образом, использование вычислительной программы LISP применимо лишь для зоны, отстоящей от смесительной головки не более чеЦ на 5 см. [c.160]

Рис. 83. Экспериментальное и расчетное распределения расходонапряженности для смесительной головки с 18 трехструйными форсунками [164].

Одним из результатов работы, проведенной в конце 1960-х гг. американской Межведомственной комиссией по ракетным двигателям на химическом топливе СКРО, стало признание того, что экономичность, устойчивость и работоспособность ЖРД взаимосвязаны. Такой вывод был сделан на основании анализа дробления, испарения и горения распыленного топлива, который стал отправной точкой для поиска технических решений в этих трех направлениях. В результате появилась возможность оптимизировать процесс выбора конструкторских решений, сократив тем самым период разработки и уменьшив массу двигателя. Большинство ЖРД, разработанных до 1970 г., создавались методом проб и ошибок. Случалось, что до нахождения оптимальной конструкции приходилось опробовать до 100 вариантов смесительной головки. Обычно лишь после достижения требуемого уровня экономичности и обеспечения устойчивой работы начинались поиски способов обеспечения требуемого ресурса. Поэтому разработанные ранее ЖРД (эксплуатация некоторых из них еще продолжается) имели неоптимальное соотношение компонентов топлива, в них использовались специальные устройства для повышения устойчивости, а масса конструкции оказывалась завышенной. Маршевый двигатель ВКС Спейс Шаттл и экспериментальный ЖРД с кольцевой камерой сгорания и центральным телом стали первыми двигателями, разработанными с применением новых методов. Рабочие характеристики ЖРД определяются выбором установочных параметров, к которым относятся свойства компонентов топлива и технические требования к системе подачи топлива, смесительной головке и камере сгорания. Исходя из них, можно рассчитать полноту сгорания, удельный импульс, устойчивость горения и температуру стенки камеры. Достигнутый удельный импульс, как и для РДТТ, представляет собой разницу между термодинамическим потенциалом топлива и потерями, сопутствующими его реализации. Динамическая устойчивость определяется балансом между причинами, вызывающими внутрика- [c.164]

Относительная важность тех ши иных механизмов потерь зависит от условий работы ЖРД в двигателях с низким внут-рикамерным давлением особенно заметны кинетические потери, а для ЖРД с очень малой тягой начинают преобладать потери в пограничном слое. В случае несовершенной смесительной головки или очень короткой камеры сгорания определяющими могут стать термодинамические потери в камере. [c.167]

На каждый из упомянутых выше механизмов потерь оказывают влияние свойства топлива и конструкция камеры сгорания. Хотя теоретический удельный импульс системы определяют термодинамические и кинетические характеристики, степень его достижения обусловливается и газодинамическими эффектами. Дробление и испарение капель в основном определяют полноту сгорания и оказывают лишь второстепенное влияние на кинетические потери и потери в пограничном слое. Распыливание топлива определяется конструкцией форсунок и смесительной головки, тогда как скорости испарения зависят от конструкции камеры сгорания и свойств компонентов топлива. С точки зрения экономичности оптимальной является смесительная головка, обеспечиваюп ая такое распыление компонентов топлива, при котором они испаряются с одинаковой скоростью, а испарение завершается в одном поперечном сечении камеры сгорания. Камера при этом должна обеспечить достаточно большую относительную скорость Av между газом и каплями, чтобы полностью испарить последние на располагаемой длине. Характер изменения Аи по длине камеры определяется в значительной степени коэффициентом сужения камеры сгорания Лк/Лкр. Другими факторами, влияющими на распыление топлива, являются перепад дазления ка форсунках, начальный размер капель, устойчивость внутрикамерного процесса, характер соударения струй, свойства топлива, самовоспламеняемость и турбулентность газов в камере. Распределение топлива в факеле распыла определяет влияние качества смешения компонентов [c.169]

Местные возмуш ения процесса горения служат причиной возникновения случайных пульсаций давления. Эти возмущения обусловлены неоднородностями топливной смеси и конструктивными особенностями смесительной головки. Каждая форсунка смесительной головки работает по существу независимо [30], как устройство для распыливания и смешения компонентов топлива. Достигаемая степень смешения зависит от гидравлических параметров на входе в форсунки и механических характеристик, которые разнятся от форсунки к форсунке. Существует весьма относительная связь между событиями, происходящими в разных участках внутрикамерного объема. Влияние случайных пульсаций давления можно свести к минимуму асимметричными профилями соотношения компонентов и расходонапряженности, а также путем изменения конструкции форсунки. Однако исключить их полностью в реальных ЖРД невозможно. [c.174]

Местонахождение точки с Ау = 0 зависит от распределения капель по размерам, подвода тепла к ним, летучести жидкости, скорости газа, распределений расходонапряженности и соотношения компонентов и давления в камере [22]. Чем ближе точка с Аи = 0 к смесительной головке, тем менее устойчива камера сгорания. Перемещению чувствительной к колебаниям зоны в направлении смесительной головки способствуют следующие условия [68, 79] уменьшение диаметра форсуночных отверстий/ скорости впрыска, степени сужения камеры повышение темпе- 1 ратуры компонентов наличие поперечных потоков повышение 5 равномерности распределения расходонапряженности и соотно-шения компонентов. По мере того как точка с Av = 0 приближа- ется к смесительной головке, возрастает выделение энергии в локальной зоне вблизи головки, что способствует возникнове-нию неустойчивости. Поперечные колебания у смесительной головки по амплитуде могут в 20 раз превосходить средний уровень внутрикамерного давления [22]. Волны могут вызывать срыв жидкости с отдельных капель, что интенсифицирует подвод энергии, способствуя поддержанию колебаний. Так как процессы срыва жидкости с поверхности и дробления капель зависят от величины капель, может существовать критический размер, определяющий возникновение неустойчивости. При высоких Аи степень распыления топлива менее чувствительна к пульсациям давления. [c.176]

Следующим шагом является предварительное определение конструкции блока смесительная головка — камера сгорания. Отношение Лк/Лкр должно быть достаточно малым, чтобы обеспечить значительные Av для завершения испарения до сопла. Для ЛкМкр<1,5 потери в пограничном слое в камере сгорания могут быть существенными. Длина камеры должна превышать тридцать шагов между форсунками, чтобы избежать потерь из-за некачественного смешения. [c.180]

Гидравлический анализ системы питания и прототипа блока смесительная головка — камера сгорания позволяет установить распределения расходонапряженности и соотношения компонентов. Устойчивость можно улучшить без снижения удельного импульса, если установить в камере акустические перегородки Стойкость стенки повышается (без снижения удельного им пульса) за счет использования материалов с повышенными ха рактеристиками или применения регенеративного охлаждени [c.180]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология