[go: up one dir, main page]

CN103979619A - 一种撞击流空化器 - Google Patents

一种撞击流空化器 Download PDF

Info

Publication number
CN103979619A
CN103979619A CN201410183388.3A CN201410183388A CN103979619A CN 103979619 A CN103979619 A CN 103979619A CN 201410183388 A CN201410183388 A CN 201410183388A CN 103979619 A CN103979619 A CN 103979619A
Authority
CN
China
Prior art keywords
inlet pipe
cavitation
impinging
liquid
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410183388.3A
Other languages
English (en)
Inventor
计建炳
李育敏
陈银银
高海燕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University of Technology ZJUT
Original Assignee
Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University of Technology ZJUT filed Critical Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority to CN201410183388.3A priority Critical patent/CN103979619A/zh
Publication of CN103979619A publication Critical patent/CN103979619A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

本发明涉及一种撞击流空化器，包括进口管、撞击腔和出口管，所述进口管与出口管分布于撞击腔上，所述的进口管数量至少有两个，每个进口管的轴线穿过撞击腔中心，所述的出口管数量至少有两个；每个进口管内安装一块开有小孔的孔板或安装有微毛细管，液体通过孔板上的小孔或微毛细管形成射流并产生空化，空化的液体射流在撞击腔中心汇合，通过相互撞击产生大旋涡；撞击后的液体从出口管流出。本发明有益的效果：相互撞击的液体流团相互渗透，往复振荡，发生强烈的碰撞、挤压和剪切作用，产生强烈的微观混合和压力波动，使空化泡反复的溃灭和再生，从而增强空化强度和空化效应，撞击后的液体从出口管流出；本发明可以有效增强现有水力空化器的空化强度。

Description

一种撞击流空化器
技术领域
本发明专利涉及一种水力空化设备，尤其涉及是一种撞击流空化器。
背景技术
水力空化是液体产生空化的主要方法之一。液体通过空化器形成射流，液体速度剧增，液体压力剧减。当液体压力降至液体饱和蒸气压甚至以下时，由于液体的剧烈汽化而产生大量空化泡。空化泡随液体流动，形成两相流动。当液体压力恢复时，空化泡瞬间溃灭形成微射流和冲击波，产生瞬间高温(1000～5000K)和瞬间高压(1～5×107Pa)。液体裂解产生高化学活性的羟基自由基，可以有效降解复杂难降解有机污染物。目前应用的水力空化器主要有孔板空化器和射流空化器。
两股液体高速相向流动撞击，在撞击瞬间达到极高的相对速度，可以产生强烈的微观混合和压力波动。(伍沅，《撞击流—原理、性质和应用》，化学工业出版社，2006年2月第1版)。让水力空化器产生的空化射流相互撞击，从而增强空化强度是一种强化空化的新思路。
专利201110425910.0公开了强化水射流空化降解含苯酚废水的设备。该设备让从射流空化喷嘴喷出的空化射流与靶盘撞击，加速空化泡溃灭，将空化泡溃灭集中在射流空化喷嘴与靶盘之间区域，使空化泡溃灭产生的极端高热聚集在该区域，形成一个相对集中的高温高压溃灭区，从而强化空化效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种撞击流空化器，可以有效增强现有水力空化器的空化强度。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种撞击流空化器，包括进口管、撞击腔和出口管，所述进口管与出口管分布于撞击腔上，所述的进口管数量至少有两个，每个进口管的轴线穿过撞击腔中心，所述的出口管数量至少有两个；每个进口管内安装一块开有小孔的孔板或安装有微毛细管，液体通过孔板上的小孔或微毛细管形成射流并产生空化，空化的液体射流在撞击腔中心汇合，通过相互撞击产生大旋涡；撞击后的液体从出口管流出。
所述的进口管和出口管的数量均为3个，交错均布在撞击腔的圆周上，每个进口管和出口管的轴线穿过撞击腔中心，每个进口管内安装一块开有小孔的孔板。
所述的进口管和出口管的数量均为2个，一个进口管内安装一块开有小孔的孔板，另一个进口管内安装微毛细管。
所述的进口管和出口管的数量均为2个，交错均布在撞击腔的圆周上，每个进口管和出口管的轴线穿过撞击腔中心，每个进口管内安装一块开有小孔的孔板。
所述的微毛细管的内直径是孔板的小孔直径的0.01～1.0倍，所述的进口管的孔板距撞击腔的间距是进口管直径的0.01～1000倍。
所述的撞击腔形状是圆柱形、方形、矩形、椭圆形或球形。
本发明的有益效果为：
(1)强烈的压力波动：相互撞击的液体间发生强烈的相互作用，由此产生强烈的压力波动；压力波动的强度和频率随射流撞击速度的增大而线性增大，进而产生高声强超声波，产生超声空化；超声空化与水力空化叠加，使空化泡反复的溃灭和再生，从而增强空化强度和空化效应；
(2)强烈的微观混合：液体流相向撞击，撞击面上液流发生强烈的动量传递；相向的液体流团相互渗透，往复振荡，发生强烈的碰撞、挤压和剪切作用，流团变形，发生分裂，有效的促进液体的微观混合，提高液体微观混合的均匀度；
(3)促进化学反应：在强烈的微观混合和压力波动作用下，可以提高液体的化学反应能力，加快化学反应速度。
附图说明
图1是本发明的撞击流空化器的结构示意图。
图2是本发明的微毛细管射流与孔板射流撞击流空化器的结构示意图。
图3是本发明的正对撞工作示意图一。
图4是本发明的斜对撞工作示意图二。
图5是本发明的正对撞实验结果示意图一。
图6是本发明的斜对撞实验结果示意图二。
附图中的标号分别为：1、进口管；2、撞击腔；3、出口管；4、孔板；5、射流；6、大旋涡；7、微毛细管；41、小孔；1-1、第一进口管；1-2、第二进口管；3-1、第一出口管；3-2、第二出口管；5-1、第一射流；5-2、第二射流。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：如附图1所示，本发明包括进口管1、撞击腔2和出口管3。进口管有三个，每个进口管内安装一块开有小孔41的孔板4。液体分成三股，同时进入这三个进口管1，通过孔板4上的小孔41形成射流5，产生孔板空化。三股空化的液体射流5在撞击腔2中心汇合，相互撞击，同时产生大旋涡6。相互撞击的液体流团相互渗透，往复振荡，发生强烈的碰撞、挤压和剪切作用，产生强烈的微观混合和压力波动，使空化泡反复的溃灭和再生，从而增强空化强度和空化效应。撞击后的液体分别从三个出口管3流出。所述的撞击腔2形状可以是圆柱形、方形、矩形、椭圆形、球形等任意形状。
如附图2所示，所述的撞击流空化器进口管1有两个，第一进口管1-1安装微毛细管7，第二进口管1-2安装孔板4。一股液体进入第一进口管1-1中的微毛细管7形成第一射流5-1，另一股液体通过第二进口管1-2中的孔板4也形成第二射流5-2。通过微毛细管7的第一射流5-1与通过孔板4的小孔41形成的第二射流5-2相互撞击，空化强度和空化效应由此增强，撞击后的液体分别从第一出口管3-1和第二出口管3-2流出。
对此进行试验，试验原理：以一定量的亚甲基蓝试剂与蒸馏水配置出一定浓度的亚甲基蓝水溶液，作为原料液注入储槽，每间隔10min时间收集经过撞击流空化器后的溶液，并测定其吸光度。通过标定曲线，由吸关度得到亚甲基蓝浓度，进而得到空化而产生的羟基自由基(·OH)浓度。而(·OH)浓度的大小可以反映该发明的空化效应。产生的(·OH)浓度越高，说明空化效应越大。
如图3所示，亚甲基蓝水溶液液体分成等流量的两股，同时进入第一进口管1-1和第二进口管1-2。第一进口管1-1和第二进口管1-2的相邻角度为180度。通过第一进口管1-1和第二进口管1-2的孔板4的小孔41形成射流5进入撞击腔2。射流液体产生孔板空化。两股空化的液体射流在撞击腔2中心汇合，相互撞击。相互撞击的液体流团相互渗透，往复振荡，发生强烈的碰撞、挤压和剪切作用，产生强烈的微观混合和压力波动，使空化泡反复的溃灭和再生。最后，溶液分别从第一出口管3-1和第二出口管3-2流出。每间隔10min时间，收集出口管3的溶液，进行吸光度测定，进而得到(·OH)浓度，测定不同液体流量下因空化而产生的羟基自由基(·OH)浓度，得到的结果如图5所示。
如图4所示，亚甲基蓝水溶液液体分成等流量的两股，同时进入第一进口管1-1和第二进口管1-2。第一进口管1-1和第二进口管1-2的相邻角度为90度。通过第一进口管1-1和第二进口管1-2的孔板4的小孔41形成射流5进入撞击腔2。射流液体产生孔板空化。两股空化的液体射流在撞击腔2中心汇合，相互撞击。相互撞击的液体流团相互渗透，往复振荡，发生强烈的碰撞、挤压和剪切作用，产生强烈的微观混合和压力波动，使空化泡反复的溃灭和再生。最后，溶液分别从出口管3流出。每间隔10min时间，收集出口管3的溶液，进行吸光度测定，进而得到(·OH)浓度，测定不同液体流量下因空化而产生的羟基自由基(·OH)浓度，得到的结果如图6所示。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种撞击流空化器，其特征在于：包括进口管(1)、撞击腔(2)和出口管(3)，所述进口管(1)与出口管(3)分布于撞击腔(2)上，所述的进口管(1)数量至少有两个，每个进口管(1)的轴线穿过撞击腔(2)中心，所述的出口管(3)数量至少有两个；每个进口管(1)内安装一块开有小孔(41)的孔板(4)或安装有微毛细管(7)，液体通过孔板(4)上的小孔(41)或微毛细管(7)形成射流(5)并产生空化，空化的液体射流在撞击腔(2)中心汇合，通过相互撞击产生大旋涡(6)；撞击后的液体从出口管(3)流出。
2.根据权利要求1所述的撞击流空化器，其特征在于：所述的进口管(1)和出口管(3)的数量均为3个，交错均布在撞击腔(2)的圆周上，每个进口管(1)和出口管(3)的轴线穿过撞击腔(2)中心，每个进口管(1)内安装一块开有小孔(41)的孔板(4)。
3.根据权利要求1所述的撞击流空化器，其特征在于：所述的进口管(1)和出口管(3)的数量均为2个，一个进口管(1)内安装一块开有小孔(41)的孔板(4)，另一个进口管(1)内安装微毛细管(7)。
4.根据权利要求1所述的撞击流空化器，其特征在于：所述的进口管(1)和出口管(3)的数量均为2个，交错均布在撞击腔(2)的圆周上，每个进口管(1)和出口管(3)的轴线穿过撞击腔(2)中心，每个进口管(1)内安装一块开有小孔(41)的孔板(4)。
5.根据权利要求1所述的撞击流空化器，其特征在于：所述的微毛细管(7)的内直径是孔板(4)的小孔(41)直径的0.01～1.0倍，所述的进口管(1)的孔板(4)距撞击腔(2)的间距是进口管直径的0.01～1000倍。
6.根据权利要求1所述的撞击流空化器，其特征在于：所述的撞击腔(2)形状是圆柱形、方形、矩形、椭圆形或球形。
CN201410183388.3A 2014-04-30 2014-04-30 一种撞击流空化器 Pending CN103979619A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410183388.3A CN103979619A (zh) 2014-04-30 2014-04-30 一种撞击流空化器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410183388.3A CN103979619A (zh) 2014-04-30 2014-04-30 一种撞击流空化器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103979619A true CN103979619A (zh) 2014-08-13

Family

ID=51271825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410183388.3A Pending CN103979619A (zh) 2014-04-30 2014-04-30 一种撞击流空化器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103979619A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105481053A (zh) * 2015-12-04 2016-04-13 哈尔滨工程大学 一种螺纹开孔式空化器
CN107188267A (zh) * 2017-07-14 2017-09-22 核工业理化工程研究院 一种大通量水力空化发生器以及水力空化方法
CN107188268A (zh) * 2017-07-14 2017-09-22 核工业理化工程研究院 一种基于文丘里管的水力空化发生装置及水力空化发生方法
CN107198999A (zh) * 2017-07-14 2017-09-26 核工业理化工程研究院 一种水力空化发生装置及水力空化发生方法
CN107782663A (zh) * 2017-11-27 2018-03-09 清华大学 方便易用可控的空泡可视化实验装置及实验方法
CN110559977A (zh) * 2019-10-14 2019-12-13 钛谷（天津）科技有限公司 光能变价离子钛的制备装置
CN110921770A (zh) * 2019-12-23 2020-03-27 北京工业大学 一种自激振荡空化撞击流反应器
CN111777215A (zh) * 2020-06-13 2020-10-16 杨春媛 一种多级污水处理装置
CN112473407A (zh) * 2020-12-14 2021-03-12 沈阳中泽环境工程有限公司 一种高效水射流增氧装置及使用方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000061275A2 (de) * 1999-04-08 2000-10-19 Bernd Penth Verfahren und vorrichtung zur durchführung chemischer und physikalischer prozesse
CN1814344A (zh) * 2005-02-05 2006-08-09 中国石油化工股份有限公司 一种用于液相反应的撞击流反应器
CN200966991Y (zh) * 2006-11-10 2007-10-31 沈阳化工学院 多组同轴相向撞击流混合式反应器
CN201596504U (zh) * 2010-03-11 2010-10-06 广西南宁研诚糖业设备开发有限公司 糖厂螺纹导流循环撞击流中和反应罐
CN101980774A (zh) * 2008-04-02 2011-02-23 赢创德固赛有限公司 用于进行材料的物理转化和化学转化的装置和方法
CN202449907U (zh) * 2012-03-02 2012-09-26 上海奥迪菲环境工程有限公司 一种新型气穴羟基高级氧化系统
CN102910711A (zh) * 2012-11-20 2013-02-06 沈阳工业大学 一种处理废水的空化撞击流微电解反应器及处理方法
US20130068700A1 (en) * 2011-09-16 2013-03-21 Impulse Devices Inc. System and Method for Treatment of Liquids by Cavitation with Pressure Recovery Capability
CN103203213A (zh) * 2012-01-16 2013-07-17 清华大学 一种酸度可控液相撞击流反应装置
CN203938491U (zh) * 2014-04-30 2014-11-12 浙江工业大学 撞击流空化器

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000061275A2 (de) * 1999-04-08 2000-10-19 Bernd Penth Verfahren und vorrichtung zur durchführung chemischer und physikalischer prozesse
WO2000061275A3 (de) * 1999-04-08 2001-04-26 Bernd Penth Verfahren und vorrichtung zur durchführung chemischer und physikalischer prozesse
CN1814344A (zh) * 2005-02-05 2006-08-09 中国石油化工股份有限公司 一种用于液相反应的撞击流反应器
CN200966991Y (zh) * 2006-11-10 2007-10-31 沈阳化工学院 多组同轴相向撞击流混合式反应器
CN101980774A (zh) * 2008-04-02 2011-02-23 赢创德固赛有限公司 用于进行材料的物理转化和化学转化的装置和方法
CN201596504U (zh) * 2010-03-11 2010-10-06 广西南宁研诚糖业设备开发有限公司 糖厂螺纹导流循环撞击流中和反应罐
US20130068700A1 (en) * 2011-09-16 2013-03-21 Impulse Devices Inc. System and Method for Treatment of Liquids by Cavitation with Pressure Recovery Capability
CN103203213A (zh) * 2012-01-16 2013-07-17 清华大学 一种酸度可控液相撞击流反应装置
CN202449907U (zh) * 2012-03-02 2012-09-26 上海奥迪菲环境工程有限公司 一种新型气穴羟基高级氧化系统
CN102910711A (zh) * 2012-11-20 2013-02-06 沈阳工业大学 一种处理废水的空化撞击流微电解反应器及处理方法
CN203938491U (zh) * 2014-04-30 2014-11-12 浙江工业大学 撞击流空化器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王会林: ""撞击流空化反应器流场特性研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》 *
郭蕾: ""毛细撞击流反应器微观混合性能的实验研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库电子期刊工程科技I辑》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105481053A (zh) * 2015-12-04 2016-04-13 哈尔滨工程大学 一种螺纹开孔式空化器
CN107188267A (zh) * 2017-07-14 2017-09-22 核工业理化工程研究院 一种大通量水力空化发生器以及水力空化方法
CN107188268A (zh) * 2017-07-14 2017-09-22 核工业理化工程研究院 一种基于文丘里管的水力空化发生装置及水力空化发生方法
CN107198999A (zh) * 2017-07-14 2017-09-26 核工业理化工程研究院 一种水力空化发生装置及水力空化发生方法
CN107198999B (zh) * 2017-07-14 2023-10-13 核工业理化工程研究院 一种水力空化发生装置及水力空化发生方法
CN107782663A (zh) * 2017-11-27 2018-03-09 清华大学 方便易用可控的空泡可视化实验装置及实验方法
CN110559977A (zh) * 2019-10-14 2019-12-13 钛谷（天津）科技有限公司 光能变价离子钛的制备装置
CN110921770A (zh) * 2019-12-23 2020-03-27 北京工业大学 一种自激振荡空化撞击流反应器
CN111777215A (zh) * 2020-06-13 2020-10-16 杨春媛 一种多级污水处理装置
CN112473407A (zh) * 2020-12-14 2021-03-12 沈阳中泽环境工程有限公司 一种高效水射流增氧装置及使用方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103979619A (zh) 一种撞击流空化器
CN103769324B (zh) 内混式两相流喷嘴
CN203938491U (zh) 撞击流空化器
CN201643998U (zh) 水力空化装置
CN102847621B (zh) 一种组合式中心体空化喷嘴
KR20150040134A (ko) 미세버블 생성장치
CN104759372A (zh) 涡街雾化喷嘴
CN106517412B (zh) 一种强剪切式中心射流空化发生器
CN104556266B (zh) 一种强化水力空化处理装置
CN116116200A (zh) 一种气液混合多重吸收脱硫除碳废气处理工艺
CN104591315B (zh) 一种水力空化器
CN201988344U (zh) 组合水力空化器
CN104724771A (zh) 一种水力空化技术强化污水除污效率的空化器
CN206676035U (zh) 一种球型多凸起微细气泡产生机构
CN206318739U (zh) 一种强剪切式中心射流空化发生器
CN206793438U (zh) 一种螺旋贯穿孔微细气泡产生装置
RU2631878C1 (ru) Устройство диспергирования газожидкостной смеси
JP2018130653A (ja) 汚水浄化用の気泡発生装置
US20040246815A1 (en) Device and method of creating hydrodynamic cavitation in fluids
CN101698144B (zh) 流体动力超声波射流均化器
CN203778234U (zh) 内混式两相流喷嘴
CN204342460U (zh) 一种水力空化技术强化污水除污效率的空化器
CN104263523A (zh) 一种制备生物柴油的空化器
CN203816565U (zh) 复频乳化流体动力发声装置
CN201692784U (zh) 流体动力超声波射流均化器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20140813