Спосіб відцентрового розпилення рідини через канали

Винахід може бути використаний в відцентрових розпилювачах рідини, що використовуються в харчовій та хімічній промисловості. Відомий спосіб відцентрового розпилення рідини через радіальні канали прямокутного перерізу [1]. Недоліком вказаного способу є великий розмір та розбіг розмірів краплин розпилюваної рідини через нерівномірну та велику товщину плівки розпилюваної рідини в каналі, і, як наслідок – великий розмір та розбіг розмірів фракцій сухої речовини, що отримують в результаті розпилення рідини. Найбільш близьким є спосіб розпилення рідини, включаючий розподіл рідини на окремі потоки та відведення їх в вигляді тонких плівок через навскрізні отвори середньої ділянки розпилюючого диску [2]. Недоліком вказаного способу також є великий розмір та розбіг розмірів краплин розпилюваної рідини через велику товщину плівки розпилюваної рідини, що забезпечує великий розмір та розбіг розмірів фракцій сухої речовини, що отримують в результаті розпилення рідини. В основу винаходу поставлена задача шляхом утворення рівномірної та мінімальної по товщині тонкої плівки розпилюваної рідини усередині каналів, зменшити розмір та розбіг розмірів краплин розпилюваної рідини, і відповідно зменшити розмір та розбіг розмірів фракцій сухої речовини, що отримують в результаті розпилення рідини. Поставлена задача вирішується тим, що в способі розпилення рідини через канали, включаючий розподіл рідини на окремі потоки та відведення їх в вигляді тонких плівок, новим є те, що плівку рідини формують усередині кожного обертаючогося каналу, діючи на рідину відцентровою силою FЦК, обумовленою обертанням каналу, тангенціальною силою FТ, також обумовленою обертанням каналу, силою тяжіння FТЯЖ та силою опору р ухання рідини по внутрішній поверхні каналу FТ Р так, що забезпечують поступальне та обертове рухання рідини усередині каналу, утворюючи при цьому додаткову відцентрову силу FЦЖ , обумовлену обертанням самої рідини і притискуючу рідину до внутрішньої стінки каналу, забезпечуючи таким чином товщину плівки рідини, в вихідній частині каналу, величиною h, де h = Δm /(Δb·Δa·p); p – густина рідини; Δa – середня ширина вибраного об'єму рідини; Δa = h; Δb – середня довжина вибраного об'єму рідини; Δb = h; m – маса вибраного об'єму рідини; виходячи з умови, що FЦК(Δm) + FЦЖ(Δm) + FТ(Δm) + FТЯЖ(Δm)>FTP(Δm); при цьому вісь обертання каналів паралельна вектору сили тяжіння FТЯЖ. На фіг.1 зображено обертаючиїся канали відцентрового розпилюючого пристрою, де FЦК – відцентрова сила, обумовлена обертанням каналу, FТ – тангенціальна сила, обумовлена обертанням каналу, Δb – середня довжина вибраного об'єму рідини. На фіг.2 зображено переріз А-А, вказаний на фіг.1, де FЦК – відцентрова сила, обумовлена обертанням каналу, FТ – тангенціальна сила, обумовлена обертанням каналу, FЦЖ – відцентрову силу, обумовлену обертанням самої рідини, FTP – силою опору рухання рідини по внутрішній поверхні каналу, FТЯЖ – силою тяжіння, Δa – середня ширина вибраного об'єму рідини, h – товщина плівки рідини. Спосіб здійснюють наступним чином. Розпилювану рідину 1 подають до обертаючихся каналів 2, після чого відводять рідину 1 в вигляді тонких плівок через канали 2 і розпилюють (фіг.1, 2). Напрямок рухання рідини 1 вказано пунктирними стрілками. На розпилювану рідину 1 в каналі 2 діють відцентровою силою FЦК обертання каналів, спрямованою радіальне від центру обертання і тангенціальною силою FТ, також обумовленою обертанням каналів і спрямованою перпендикулярно до сили FЦК (фіг.1). Напрямок обертання каналів на фіг.1 вказано безперервною стрілкою. Під дією вказаних сил рідина 1 в каналі 2 здійснює не тільки поступове, а й обертове рухання. Швидкість, як поступального, так і обертового рухання рідини обумовлена швидкістю обертання і геометрією самого каналу 2, маючого складну гвинтоподібну форму. Таким чином створюють додаткову відцентрову силу FЦЖ, обумовлену обертанням самої рідини та прижимаючу рідину до внутрішньої стінки каналу 2. За рахунок сили FЦЖ додатково знижують товщин у плівки рідини 1 та роблять її більш рівномірною. Товщина плівки рідини 1 в вихідній частині каналу має величину h, обумовлену нерівністю FЦК(Δm) + FЦЖ(Δm) + FТ(Δm) + FТЯЖ(Δm)>FTP(Δm); де Δm – маса вибраного об'єму рідини; FTP – сила опору рухання рідини по внутрішній поверхні каналу; FТЯЖ – сила тяжіння; a Δm = h·Δb·Δa·p; p – густина рідини; Δa – середня ширина вибраного об'єму рідини; Δa = h; Δb – середня довжина вибраного об'єму рідини; Δb = h; Δm – маса вибраного об'єму рідини; звідкіль h = Δm /(Δb·Δa·p); Сила опору FTP є результатом сил тертя рідини об поверхню каналів 2 та сил в'язкості рідини 1. Чим меншою буде величина сили FTP, тим меншою буде висота h, оскільки зниження FTP потягне зниження й інших сил в вказаній нерівності за рахунок зниження Δm, інакше в протилежному випадку збільшаться витрати розпилюваної рідини, а вони, як правило, завжди стабілізовані. З'явлення додаткової сили FЦЖ також веде до зниження h при незмінній величині FTP та незмінній величині витрат розпилюваної рідини 1, виходячи з вказаної нерівності сил. Для досягнення мінімальної FTP і відповідно досягнення мінімальної h, потрібна висока чистота внутрішньої поверхні каналів 2. Сила тяжіння FТЯЖ чинить слабку дію на рухання рідини 1 в каналі 2, однак її також потрібно враховувати в розрахунках. Для того, щоб FТЯЖ була більш рівномірною і постійною, вісь обертання каналів 2 повинна бути паралельна вектору сили тяжіння. Таким чином додатково створювана сила FЦЖ зменшує товщин у плівки h та робить її найбільш рівномірною в вихідній частині каналів 2, що зменшує розмір та розбіг розмірів краплин розпилюваної рідини, і відповідно зменшує розмір та розбіг розмірів фракцій сухої речовини, що отримують в результаті розпилення рідини. Винахід може знайти широке застосування в відцентрових розпилювачах, оскільки не потребує модернізації всієї розпилювальної установки, а тільки заміну розпилювального диску. Приклад конкретного виконання Спосіб випробовано на установці для отримання сухого молока ZAN - 300 при швидкості обертання диску 8000 об/хв. Отримана фракція сухого молока лежить в межах 40-60мкм. До цього вдавалося отримати фракцію сухого в межах 25-30мкм. з більшою вологістю ніж завдяки вказаному способу. Література: 1. Патент РФ №2177373 7В05В 3/02, 3/12, бюл. №36, 27.12.2001. 2. Патент України №1165 7В05В 3/02, В05В 3/12, B01J 2/00, бюл.№3, 2002р.