Спосіб утворення дрібнодисперсних аерозольних часток рідини

Спосіб утворення дрібнодисперсних аерозольних часток рідини, що включає розділення основного струменя на окремі проміжні струмені, діаметр кожного з яких менший за діаметр основного струменя, який відрізняється тим, що товщину проміжних струменів зменшують, підкоряючи їх товщину закону розкладення рівняння Нав'єСтокса, подібно ряду Фур'є, і перетворюють таким чином проміжні струмені в КІНЦІ процесу розкладення у ВІДПОВІДНОСТІ з рівнянням Нав'є-Стокса в плівку, яку подрібнюють на дрібнодисперсні частки і перемішують їх з потоком повітря, який транспортує їх, при цьому початкові діаметри проміжних струменів визначають залежністю Винахід має відношення до сільськогосподарського виробництва, зокрема для створення сприятливих умов по утриманню, профілактики та лікуванню тварин та птиці, а також до протипожежної техніки для гасіння пожежі на об'єктах ВІДОМІ пристрої для одержання аерозолів різної дисперсності, які здійсняють процес одержання аерозолів різними механічними пристроями Наприклад "Насадок к пожарному стволу" (А С №1304826 кл А62С31/02), який має крильчатку, що обертається і розташовану всередині основного струменя Завдяки обертанню крильчатки основний струмінь механічним шляхом розділяють на окремі частки, які утворюють повітряно-рідинну суміш, властивості якої не відповідають властивостям аерозолів, тому що частки рідини, які утворені таким чином мають достатньо великі розміри (0,5-0,8мм), які не характерні часткам для утворення дрібнодисперсних аерозолів (0,0050,009мм) Таким чином, в основі роботи вказаного пристрою є механічне розділення рідини на окремі частки пристрій теж не забезпечує одержання дрібнодисперсних аерозолів Відомий також вогнегасник " FOGFIGHTER " виробництва фірми ТА - Швеція (Tour and Andersson А В , Valve Division, Annelund, Box 300, S-520 30 LJUNG, Sweden), в якому розміри часток води, які утворюють аерозоль визначені діаметром вихідних отворів розпилювальної головки, які утворюють проміжні струмені Тому такий пристрій не може забезпечити утворення дрібнодисперсних аерозолів Недоліком цього пристрою є те, що зменшення діаметру вихідних отворів пов'язано з підвищенням гідравлічного опору, що потребує подачу рідини здійснювати під високим тиском Крім того, зменшення діаметру вихідних отворів обмежено можливістю проходження води крізь отвори Наприклад, на цьому принципі побудований сітчастий фільтр для відокремлення нафтопродуктів (наприклад, бензину) від часток води, в якому використовується сітка з розмірами отворів, крізь які проходять нафтопродукти - бензин, а частки води не проходять Таким чином, існує критичний розмір отворів крізь які вода не може пройти, крім того це ще не ті розміри часток води, які необхідні для утворення дрібнодисперсних аерозолів Відомий також пристрій "Устройство для распыления жидкости" (А С №787047 кл А62С31/02), яке не має конструктивних елементів для утворення часток рідини, розмір яких відповідає параметрам часток для утворення аерозолів Тобто такий де di - діаметри проміжних струменів, D - діаметр основного струменя, N - КІЛЬКІСТЬ проміжних струменів, Kv - коефіцієнт співвідношення швидкості основного струменя та швидкості проміжного струменя Спосіб утворення аерозолів вказаним при О 00 00 о (О 60880 строєм включає подачу основного струменя, який розділяють на окремі проміжні струмені, діаметр кожного з яких менше діаметру основного струменя Відомий також пристрій "Устройство для распыления жидкости " (А С №2083247 кл А62С31/02), яке має сопло Лаваля, тороподібну вихреву та допоміжну камери, які з'єднані між собою отворами, а допоміжна камера має ВХІДНІ канали для подачі рідини Утворення аерозолів за вказаним пристроєм відбувається завдяки утворенню вихревого потоку, який складається з тоненьких струменів, КІЛЬКІСТЬ яких залежить від числа Рейнольдса, які в КІНЦІ подрібнюються на дрібні краплі і виводяться з пристрою Недоліком вказаною пристрою є те, що на останньому етапі утворення аерозолю, на подрібнення подаються струмені а не плівка, яка має меншу товщину ніж струмінь Для усунення вказаних недоліків товщину проміжних струменів зменшують підкоряючи їх товщиму закону розкладення рівняння НавьєСтокса подібно ряду Фурьє і перетворюють, таким чином проміжні струмені в КІНЦІ процесу розкладення у ВІДПОВІДНОСТІ рівняння Навьє-Стокса, не в тоненькі струмені у протилежність відомому способу за А С №2083247, а в плівку, яку подрібнюють на дрібнодисперсні частки і перемішують їх з потоком повітря який транспортує їх Задача винаходу одержання дрібнодисперсних аерозольних часток рідини На фіг наведена схема утворення дрібнодисперсних аерозольних часток рідини Поставлена мета досягається тим, що основний струмінь рідини розділяють на окремі проміжні струмені Виходячи з рівняння витрат QOCH=ZQI 0) 11 = де QOCH - витрата рідини основного струменя, Q, - втрата рідини проміжного і-го струменя, N - КІЛЬКІСТЬ проміжних струменів Витрата рідини, в загальному вигляді для основного струменя можна записати ^осн = ^осн ' "осн (2) де VOCH - швидкість основного струменя, SOCH - площа поперечного перетину основного струменя Витрата проміжних Q, струменів визначається залежністю Q, = S, - V, (3) Якщо прийняти, що струмені мають у перетині форму кола, то можна записати, що ті-D' (4) s, = (5) де D, d, - діаметри ВІДПОВІДНО ОСНОВНОГО та проміжного струменів З виразів (1-5) маємо N і=і Прийнявши, що діаметри проміжних струменів 4 однакові між собою, можна записати 7 -D' 1 = N л-d,' •V, U) V O C H D 2 =N-d, 2 V, З (8) запишемо (8) d, = D (9) де Kv - коефіцієнт співвідношення швидкості основного струменя до швидкості проміжного струменя Kv V, Таким чином товщина (початковий діаметр) d, проміжних струменів є функцією діаметру основного струменя - D (прямо-пропорційна залежність), КІЛЬКОСТІ проміжних струменів N (зворотнопропорційна залежність) та коефіцієнту Kv - співвідношення швидкості основного струменя до швидкості проміжного струменя Тобто товщина (діаметр) d, кожного з проміжних струменів менше товщини (діаметру) основного струменя Параметри основного та проміжних струменів в загальному вигляді описуються рівнянням Навьє-Стокса av at | а(Е-Еу) dz аг н =о (10) де V, Е, E v , F, F v , H - загальні вектори, які описують параметри суміші швидкість, тиск, густина, коефіцієнти динамічної густини і т д Рівняння (10) являє собою сукупність восьми рівнянь в частинних похідних першого порядку Таким чином, товщину основного струменя зменшують розкладаючи рівняння Навьє-Стокса, яке описує стан як основного так і проміжних струменів подібно ряду Фурьє і перетворюють таким чином проміжні струмені в КІНЦІ процесу розкладення у ВІДПОВІДНОСТІ рівняння Навьє-Стокса, в плівку, яку подрібнюють на дрібнодисперсні частки і перемішують їх з потоком повітря який транспортує їх, при цьому початковий діаметр проміжних струменів визначають за залежністю (11) де d, - діаметри проміжних струменів, D - діаметр основного струменя, N - КІЛЬКІСТЬ проміжних струменів, Kv - коефіцієнт співвідношення швидкості основного струменя до швидкості проміжного струменя Здійснення запропонованого способу показано на схемі утворення дрібнодисперсних аерозольних часток рідини (фіг) де наведено на ДІЛЯНЦІ А здійснюють подачу основного струменя 1 рідини, який на ДІЛЯНЦІ В розкладають на проміжні струмені 2 Таким чином товщину основного струменя, параметри якого описуються рівнянням (10) НавьєСтокса, розкладають подібно ряду Фурьє, визначаючи при цьому початковий діаметр проміжних струменів за залежністю (11) В КІНЦІ процесу розкладання, у ВІДПОВІДНОСТІ з рівнянням Навьє Стокса, проміжні струмені 2 перетворюють у плівку З - ділянка С (фіг) Завдяки тому, що все це відбувається у повітряному каналі 4, в якому розташовано сопло Лаваля 5, плівку 3 на ДІЛЯНЦІ D, яка проходить через критичний перетин сопла Лаваля 5, за рахунок значного підвищення швидкості повітря, подрібнюють на дрібнодисперсні частки, які на ДІЛЯНЦІ Е перемішують з потоком повітря 6, який транспортує їх на вихід 7 з пристрою (фіг) Процес утворення дрібнодисперсних аерозольних часток рідини складається з таких операцій, які виконуються на окремих ділянках А — подача основного струменя, В — поділення основного струменя на проміжні з необхідним початковим діаметром, С — зменшення товщини проміжних струменів 60880 і утворення плівки, D — подрібнення плівки на дрібнодисперсні частки, Е — перемішування дрібнодисперсних часток рідини з потоком повітря (утворення повітрянорідинної суміші - аерозолю), К — транспортування аерозолю з пристрою Таким чином, увесь наведений перелік операцій по утворенню дрібнодисперсних часток рідини від подачі основного струменя до транспортування аерозолю з пристрою з забезпеченням розподілу основного струменя на проміжні ВІДПОВІДНОГО діаметру, зменшення їх товщини і утворення плівки та и подрібнення забезпечує виконання поставленої мети винаходу — одержання дрібнодисперсних аерозольних часток рідини ФІГ. Комп'ютерна верстка М Клюкш Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119