Гідродинамічний кавітаційний реактор

Гідродинамічний кавітаційний реактор, який 38032 мікрострумки, які виникають при захлопуванні кавітаційних бульбашок і мають високий енергетичний потенціал, руйнують дифузійні шари на поверхні розподілу фаз. Внаслідок цього поверхня масообміну постійно оновлюється, а до реакції залучається максимальна кількість реагенту. Водночас відомо [Ультразвук в гидрометаллургии. Б.А. Агранат, О.Д. Кирилов, Н.А. Преображенский и др. М.; Ме таллургия, 1969. с. 304], що суттєвого підвищення інтенсивності масообмінних процесів можна досягти при дії на реакційну зону коливань звукової або ультразвукової частоти. Такі умови дозволяють прискорити виникнення і подальший розпад утворюваних каверн, що сприяє генерації додаткових кавітаційних бульбашок. Їх питома концентрація збільшується і, отже, підвищується їх ударно-хвильова дія на оброблюване середовище [И.М. Федоткин, И.С. Гулый. Кавитация, кавитационная техника и технология, их использование в промышленности. Часть 1. К., Полиграфкнига, 1997. с. 840] За таких умов до реакції в гідродинамічному кавітаційному реакторі залучається практично весь реагуючий компонент. Розміщення за кавітатором кільцевого випромінювача радіальних коливань (наприклад, магнітострикційного або п'єзокерамічного) на відстані не менше 0,5d, де d - максимальний розмір кавітатора в поперечному перетині, дозволяє ефективно впливати на зону каверноутворення. Оскільки випромінювач коливань підключено до генератора електромагнітних хвиль, це забезпечує регулювання впливу коливань на кавітаційне поле за кавітатором шляхом зміни амплітуди і частоти коливань і тим самим обумовлює досягнення задачі винаходу. Оброблене середовище відводиться з гідродинамічного кавітаційного реактора для подальшого використання. Технічна суть запропонованого гідродинамічного кавітаційного реактора пояснюється кресленням, на якому зображено його повздовжній перетин (Фіг.). Гідродинамічний кавітаційний реактор містить проточну камеру 1 з кавітатором 2, який встановлений всередині камери 1. Кавітатор 2 сполучений з патрубком 3 для підведення реагуючого компонента. На відстані не менше 0,5d, де d - максимальний розмір кавітатора 2 в поперечному перетині, встановлено кільцевий випромінювач радіальних коливань 4. Кільцевий випромінювач коливань 4 підключено до генератора 5 електромагнітних хвиль звукового або ультразвукового спектру часто т. Гідродинамічний кавітаційний реактор працює таким чином. Потік технологічного середовища, що обробляється в реакторі, подається в проточну камеру 1 реактора і натікає на кавітатор 2, який встановлено в камері 1. При цьому за кавітатором 2 утворюється вакуумна приєднана кавітаційна каверна, яка пульсує, і періодично відривається від кавітатора 2. В зоні підвищеного тиску, куди потоком виноситься каверна, вона розпадається, утворюючи поле кавітаційних бульбашок. Завдяки тому, що кавітатор 2 сполучений з патрубком 3, підведення реагуючого компонента в порожнину кавітаційної каверни надходить реагуючий компонент. Каверна наповнюється реагентом, який при її розпаді надходить у кавітаційні бульбашки. що обумовлює розвинену міжфазну поверхню, в якій і відбувається процес масообміну. Водночас, при захлопуванні кавітаційних бульбашок утворюються кумулятивні мікрострумки, які мають високий енергетичний потенціал і ефективно перерозподіляють реагуючий компонент в усьому об'ємі реактора. Поверхня розподілу фаз при цьому постійно оновлюється. Такі умови сприяють більш повному проведенню масообмінних реакцій. Розміщення за кавітатором кільцевого випромінювача радіальних коливань 4 у вигляді, наприклад, магнітострикційного перетворювача, який сполучений з генератором 5 коливань звукової або ультразвукової частоти, сприяє регулюванню інтенсивності кавітаційної дії на середовище. Відстань від кавітатора 2 до джерела радіальних коливань 4, що дорівнює не менше 0,5d, де d - максимальний розмір кавітатора 2 в поперечному перетині, обумовлена оптимальними умовами дії на процес каверноутворення. Оброблене середовище відводиться з камери 1 гідродинамічного кавітаційного реактора для подальшого використання. Застосування запропонованого пристрою для здійснення масообмінних процесів в харчовій, хімічній, фармацевтичній та інших галузях промисловості дозволяє ефективно здійснювати масообмінні реакції завдяки високій інтенсивності перемішування. Крім того, запропонований реактор має широкі технологічні можливості і може застосовува тись, зокрема, при очищенні природних і стічних вод. 2 38032 Фіг. _________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3