RU2205703C2

RU2205703C2 - Injector

Info

Publication number: RU2205703C2
Application number: RU2001116832/12A
Authority: RU
Inventors: В.А. Богомолов; В.Ф. Федосеев; Г.Г. Абрамова; А.Н. Маник; В.А. Ставцев; А.А. Квасников
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Эко-Сервис К"
Priority date: 2001-06-21
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2003-06-10

Abstract

FIELD: heat-power engineering; dispersion of liquid phase to be delivered to heat- and mass-exchange apparatus; liquid coolers such as cooling towers. SUBSTANCE: proposed injector has housing with mixing chamber, nozzle and insert-swirler which is provided with passages over its periphery with central passage and radial fins at the end face directed to nozzle. Mixing chamber is provided with cylindrical section changing to widening taper section directed towards insert- swirler. Peripheral passages of insert-swirler has section inclined towards axis at angle of 15-20 deg. Radial fins at end face of insert-swirler are bow-shaped in form. Section of chamber located before nozzle is taper is shape. Proposed injector makes it possible to obtain homogeneous jet of liquid. EFFECT: increased productivity; reduced hydraulic losses. 3 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для диспергирования жидкой фазы при подаче ее в тепломассообменные аппараты, в частности в жидкостные охладители типа градирен. The invention relates to a power system and can be used to disperse a liquid phase when it is supplied to heat and mass transfer apparatuses, in particular to liquid coolers such as cooling towers.

Известна струйно-вихревая форсунка, содержащая корпус, завихритель и средство создания осевого потока (а.с. СССР 686774, МПК В 05 В 1/34, 1979). Форсунка позволяет повысить надежность работы особенно при работе с жидкостями, содержащими механические и другие включения. Недостатком конструкции является то, что в форсунке происходит динамическое взаимодействие различных потоков жидкости (по их направлениям), что является причиной высокого гидравлического сопротивления форсунки и уменьшения ее производительности. Known jet-vortex nozzle containing a housing, a swirl and a means of creating axial flow (AS USSR 686774, IPC 05 V 1/34, 1979). The nozzle can improve reliability, especially when working with liquids containing mechanical and other inclusions. The disadvantage of the design is that in the nozzle there is a dynamic interaction of various fluid flows (in their directions), which is the reason for the high hydraulic resistance of the nozzle and a decrease in its productivity.

Также известна струйно-вихревая форсунка, содержащая корпус с камерой завихрения, сопло и средство создания осевого потока. Она надежно работает на технологических жидкостях, содержащих механические включения (а.с. СССР 657858, МПК В 05 В 1/34, 1979). Недостатком является повышенное гидравлическое сопротивление из-за отсутствия осевого канала в завихрителе, а создание осевого потока радиальными пазами недостаточно эффективно. Also known is a jet-vortex nozzle containing a housing with a swirl chamber, a nozzle and means for creating axial flow. It reliably works on process fluids containing mechanical inclusions (AS USSR 657858, IPC V 05 V 1/34, 1979). The disadvantage is the increased hydraulic resistance due to the absence of an axial channel in the swirl, and the creation of axial flow by radial grooves is not effective enough.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является форсунка с осевым подводом жидкости, содержащая корпус с камерой завихрения и соплом, завихритель с наклонными периферийными каналами, причем средство для создания осевого потока выполнено в виде радиальных пластин на торцевой поверхности завихрителя, обращенной к соплу (а.с. 759144, МПК В 05 В 1/34, 1980). Недостатком этой форсунки является невысокая производительность из-за малой осевой составляющей в расходе при отсутствии центрального канала. The closest in technical essence and the achieved effect to the invention is a nozzle with an axial fluid supply, comprising a housing with a swirl chamber and a nozzle, a swirl with inclined peripheral channels, and the means for creating an axial flow is made in the form of radial plates on the end surface of the swirl facing the nozzle (A.S. 759144, IPC B 05 V 1/34, 1980). The disadvantage of this nozzle is its low productivity due to the small axial component in the flow rate in the absence of a central channel.

Техническим результатом изобретения являются: повышение производительности форсунки, уменьшение гидравлических потерь, создание однородного (по дисперсности капель) заполненного факела жидкости. The technical result of the invention is: increasing the productivity of the nozzle, reducing hydraulic losses, creating a homogeneous (by the dispersion of the droplets) filled fluid torch.

Для достижения технического результата камера смешения выполнена с цилиндрическим участком, переходящим в расширяющийся конический участок, обращенный к вкладышу-завихрителю. выполненному с центральным каналом, при этом периферийные каналы вкладыша-завихрителя имеют участок, наклоненный к оси, угол наклона которого составляет 15-20^o, а радиальные ребра на торце вкладыша-завихрителя, обращенном к соплу, выполнены дугообразными, причем расположенный перед соплом участок камеры выполнен коническим.To achieve a technical result, the mixing chamber is made with a cylindrical section turning into an expanding conical section facing the swirl insert. made with a central channel, while the peripheral channels of the swirl-liner have a section inclined to the axis, the angle of inclination of which is 15-20 ^o , and the radial ribs at the end of the swirl-liner facing the nozzle are arcuate, and the camera section located in front of the nozzle made conical.

Применение изобретения позволит повысить производительность форсунки при снижении гидравлических потерь, а также создать заполненный однородный факел разбрызгиваемой жидкости. The application of the invention will improve the performance of the nozzle while reducing hydraulic losses, as well as create a filled homogeneous spray torch.

Выполнение вкладыша-завихрителя с центральным каналом в дополнение к периферийным каналам повышает пропускную способность форсунки, т.е. ее производительность. Наличие же осевой составляющей в потоке жидкости способствует получению на выходе устойчивого заполненного факела жидкости. The implementation of the swirl insert with a central channel in addition to the peripheral channels increases the throughput of the nozzle, i.e. her performance. The presence of the axial component in the fluid flow contributes to the output of a stable filled fluid plume.

Выполнение камеры смешения с цилиндрическим участком, переходящим в расширяющийся конический участок, обращенный к вкладышу-завихрителю. способствует созданию повышенного давления по уравнению Бернулли для продвижения жидкости через каналы вкладыша-завихрителя, особенно, если жидкость имеет механические примеси. The implementation of the mixing chamber with a cylindrical section, turning into an expanding conical section, facing the liner-swirl. contributes to the creation of increased pressure according to the Bernoulli equation to propel the fluid through the channels of the swirl insert, especially if the fluid has mechanical impurities.

Для создания закрученного потока, приводящего к заполненности и устойчивости факела разбрызгиваемой жидкости выполнены периферийные каналы во вкладыше-завихрителе, имеющие участок, наклоненный к оси под утлом 15-20^o. Этот угол наклона является оптимальным. Больший угол наклона будет способствовать увеличению окружной составляющей скорости потока, а это будет сдерживать продвижение жидкости в осевом направлении. Это движение по окружности будет "сносить" осевой поток и больший объем жидкости придет во вращательное движение. Меньший угол наклона уменьшает устойчивость и заполненность факела разбрызгиваемой жидкости.To create a swirling flow, leading to the filling and stability of the spray torch, peripheral channels are made in the swirl insert, having a section inclined to the axis under the angle of 15-20 ^o . This angle is optimal. A larger angle of inclination will contribute to an increase in the circumferential component of the flow rate, and this will inhibit the movement of the fluid in the axial direction. This circumferential motion will “carry” the axial flow and a larger volume of fluid will come into rotational motion. A smaller angle of inclination reduces the stability and fullness of the spray torch.

Осевая составляющая потока увеличивается, а вместе с ней и производительность форсунки за счет выполнения радиальных ребер на торце вкладыша-завихрителя дугообразными: этим достигается переориентация части вращающегося потока. The axial component of the flow increases, and with it the productivity of the nozzle due to the implementation of the radial ribs at the end of the swirl-insert, arcuate: this ensures the reorientation of part of the rotating flow.

Перед выходом потока с устойчивой осевой составляющей расхода из сопла участок камеры выполнен коническим, что приводит к увеличению выходной скорости (по уравнению Бернулли) и окончательному формированию факела жидкости. Before the flow exit with a stable axial component of the flow rate from the nozzle, the chamber section is made conical, which leads to an increase in the output velocity (according to the Bernoulli equation) and the final formation of a liquid plume.

Изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображена форсунка в осевом разрезе; общий вид; на фиг.2 - вкладыш-завихритель, виды спереди и сбоку; на фиг.3 - вид по стрелке А на фиг.2. In FIG. 1 shows an nozzle in axial section; general form; figure 2 - liner swirl, front and side views; figure 3 is a view along arrow A in figure 2.

Форсунка содержит корпус 1 с камерой смешения 2, сопло 3, вкладыш-завихритель 4 с центральным 5 и периферийными каналами 6. На торце вкладыша-завихрителя 4 выполнены дугообразные радиальные ребра 7, а перед соплом - конический участок 8. The nozzle contains a housing 1 with a mixing chamber 2, a nozzle 3, a swirl-liner 4 with a central 5 and peripheral channels 6. At the end of the swirl-liner 4, curved radial ribs 7 are made, and a conical section 8 in front of the nozzle.

Форсунка работает следующим образом. The nozzle works as follows.

Вдоль оси форсунки жидкость поступает в цилиндрический участок камеры смешения 2, переходящий в расширяющийся конический участок. На этом участке скорость потока уменьшается, а давление согласно уравнению Бернулли возрастает. Благодаря этому жидкость продавливается через центральный 5 и периферийные каналы 6, на выходе из которых жидкость приобретает интенсивное поступательно-вращательное движение. Жидкость частично затормаживается дугообразными радиальными ребрами 7 и формируется дополнительно осевой поток. Созданный поступательно-вращательный поток попадает в сужающийся участок 8, в котором возрастает скорость жидкости перед выходом из сопла 3. Along the axis of the nozzle, the liquid enters the cylindrical section of the mixing chamber 2, passing into an expanding conical section. In this section, the flow velocity decreases, and the pressure according to the Bernoulli equation increases. Due to this, the fluid is forced through the central 5 and peripheral channels 6, at the outlet of which the fluid acquires an intensive translational-rotational motion. The fluid is partially inhibited by the arcuate radial ribs 7 and an additional axial flow is formed. The created translational-rotational flow enters the narrowing section 8, in which the fluid velocity increases before exiting the nozzle 3.

Расчеты и натурные испытания модельных форсунок показали возможность получения в предлагаемой форсунке полностью заполненного однородного по дисперсности капель факела, который обеспечит требуемую степень орошения насадки, например, в градирнях, скрубберах и т.п. Calculations and full-scale tests of model nozzles have shown the possibility of obtaining in the nozzle of the proposed nozzle a completely filled, uniformly dispersed droplet of the torch, which will provide the required degree of nozzle irrigation, for example, in cooling towers, scrubbers, etc.

Источники информации
1. А.с. СССР 686774, МПК В 05 В 1/34, 1979.Sources of information
1. A.S. USSR 686774, IPC B 05 V 1/34, 1979.

2. А.с. СССР 657858, МПК В 05 В 1/34, 1979. 2. A.S. USSR 657858, IPC B 05 V 1/34, 1979.

3. А.с. СССР 759144, МПК В 05 В 1/34, 1980. 3. A.S. USSR 759144, IPC B 05 V 1/34, 1980.

Claims

An injector comprising a housing with a mixing chamber, a nozzle and a swirl insert made with channels along the periphery and with radial ribs at the end facing the nozzle, characterized in that the mixing chamber is made with a cylindrical section that passes into an expanding conical section facing the insert a swirler made with a Central channel, while the peripheral channels of the swirl liner have a section inclined to the axis, the angle of inclination of which is 15-20 ^o , and the radial ribs at the end of the swirl liner s arcuate, and located in front of the nozzle section of the chamber is made conical.