Распыливание жидкостей центробежно-струйными форсунками

из "Основы техники распыливания жидкостей "

В ряде случаев (например, для интенсификации процесса сушки) диспергируемую жидкость (раствор или суспензию) целесообразно нагревать до температуры, обеспечивающей ее кипение на выходе из форсунки. Обычно нагретую жидкость подают в форсунку под давлением, превышающим давление паров этой жидкости, и на входе в. форсунку она не кипит. Однако в камере закручивания и в среде, в которую происходит истечение, давление может быть ниже давления паров жидкости в этих условиях происходит парообразование. [c.92]
В зависимости от перепада температур в форсунке и связанного с ним содержания пара в струе жидкости изменяются расход рабочего тела через форсунку и форма факела. [c.93]
В работах [66, 98, 100, 109, 115, 160] изложены основы теории, приведены результаты исследований, даны методы расчета основных параметров (расхода, коэффициента расхода, корневого угла факела и др.) рассмотрено их влияние на гидравлические характеристики центробежных форсунок при истечении подогретой и кипящей жидкости и парожидкостной смеси. [c.93]
Для получения основных закономерностей, определяющих истечение подогретой жидкости, принята [66] схема течения, показанная на рис. 4.19, а. [c.93]
Как видно из уравнения (4.29), с ростом давления пара в объеме газового вихря коэффициент расхода уменьшается. Когда давление пара равно абсолютному давлению жидкости перед форсункой (Рп = Рвх), т. е. при кипении жидкости, коэффициент расхода ц,/ = 0, ив этом случае, по мнению авторов работы [66], прекращается подача жидкости, и из сопла форсунки истекает только лар. В действительности же кипящая жидкость, вытекающая из сопла форсунки, состоит из двух слоев жидкого периферийного слоя в форме кольцевой пленки и паровой сердцевины. [c.94]
В работе [66] показано, что при -истечении кипящей воды при давлении на входе в форсунку РВх = 0,2 МПа и температуре Г = 500 К коэффициент расхода = 0,28, а не нулю, как следует из формулы (4.29) (см. рис. 4.21). [c.94]
Таким образом, зависимость (4.29) имеет существенные ограничения. В работе [114] отмечается, что она справедлива лишь для интервала температур жидкости, ограниченном сверху температурой начала кипения жидкости в выходном сечении сопла форсунки, т. е. для случая, когда содержание пара кипящей жидкости на выходе из сопла форсунки о )с равно нулю. Но при отсутствии парообразования в сопле избыточное давление в вихре должно быть равно нулю, а не Рвх = Рп — Р , как предполагается в работе [66]. [c.94]
Такая зависимость приводит к некоторому завышению значения Рп и, следовательно, к занижению коэффициента расхода. Однако проведенные авторами опыты показали, что ошибка в этом случае не. превышает 5 — 8%. [c.94]
Как видно из графиков, существуют два температурных режима. Первый характеризуется медленным уменьшением расхода жидкости с повышением температуры для воды бт 290 до 370 К, а для других жидкостей — от 290 К до температуры, при которой давление их паров равно давлению Рк. При этом режиме размеры воздушного вихря в форсунке почти не изменяются, так как избыточное давление в нем близко к нулю, Медленное уменьшение расхода в этом случае объясняется, небольшим уменьшением коэффициента расхода форсунки вследствие падения вязкости жидкости лри возрастании ее температуры. [c.96]
Второй режим характеризуется быстрым уменьшением расхода с повышением температуры жидкости. Уменьшение расхода начинается при температурах, при которых жидкость -закипает в объеме воздушного вихря, и его диаметр возрастает вследствие увеличения давления паров жидкости. Избыточное давление в вихре становится больше нуля. [c.96]
Сравнение расчетных коэффициентов расхода для воды с экспериментальными данными показано на рис. 4.21. Кривая / подсчитывалась по уравнению (4.29) без учета испарения воды, а кривая 2 — с учетом испарения. Видно,. что экспериментальные точки хорошо согласуются с теоретической зависимостью. Из рис. 4.21 также следует, что при повышении - температуры жидкости, подводимой к форсунке, коэффициент расхода резко уменьшается. Так, при повышении температуры жидкости на 120° (от 370 до.490 К) коэффициент расхода уменьшается в 2,5 раза (от 0,5 до 0,2). [c.96]
Анализ полученных закономерностей и гидравлических характеристик центробежных форсунок. при истечении подогретой жидкости позволяет сделать следующие выводы 1) подогрев жидкости до температур, при которых давление ее паров Рп Ря, приводит к существенному уменьшению коэффициента расхода при температурах жидкости, когда давление ее паров Pn Pa давление среды, в которую подается жидкость, практически не влияет на расход. [c.97]
Предлагаемая в работе [164] методика расчета массового расхода кипящей жидкости через форсунку выполнена с учетом содержания пара в двухфазном потоке, изменения диаметра парового вихря по длине камеры закручивания и зависимости осевой составляющей скорости от расстояния до оси форсунки. [c.97]
Для вывода основных соотношений принята расчетная схема, приведенная на рис. 4.19. [c.97]
При течении кипящей жидкости в форсунке происходит расслоение паровой и жидкой фаз, так что пар и жидкость вытекают из сопла раздельно (см. рис. 4.19). [c.98]
Опуская подробные выкладки, приведенные в работе [164], дадим здесь основные зависимости, необходимые для расчета гидравлических характеристик. [c.98]
Так как рж. вых практически равно рп. вх, то величина С зависит только от давления насыщенных паров РВх или от температуры кипения Твх, и ее можно находить по заранее построенным графикам. Значения С для некоторых жидкостей приведены-на рис. 4.22. [c.99]
Совместным решением уравнений (4.38) и (4.42). находим искомое значение коэффициента расхода жидкости р,, который представляем в виде зависимости от геометрической характеристики А и комплекса В (рис. 4.23). На графике пунктиром проведена кривая зависимости i=f(A) для истечения холодной жидкости, которую кривые р/ при различных значениях В пересекают в некоторых точках. Это обусловлено тем, что автор [164] принял зависимость, полученную в работе [2] на основе принципа максимального расхода, который недостаточно полно учитывает конструктивные особенности центробежной форсунки. Поэтому в действительности граница будет определяться не одной характеристикой, а областью характеристик. [c.99]
Эта формула имеет смысл только при значениях В В (В = = 0,02+1,07Л+ 0,705-0,03А). При. коэффициент расхода р/ принимают равным значению, получаемому при течений некипящей жидкости. [c.100]

Вернуться к основной статье