Спосіб розпилення рідини відцентровою форсункою

1. Спосіб розпилення рідини відцентровою форсункою шляхом подавання її потоку під тиском 3 83565 сопла на окремі струмені з утворенням факела розпилення. Недоліком прототипу є недосконалість траєкторії руху рідини на виході з тангенціального вхідного каналу в циліндрову камеру форсунки, оскільки циліндрова стінка камери обмежує потік рідини на виході з тангенціального вхідного каналу і створює місцевий опір потоку рідини, що приводить до втрат кінетичної енергії потоку, що позначається негативно на інтенсивності охолоджування рідини відцентровою форсункою в градирнях. Це пояснюється тим, що при виході закрученого потоку рідини з циліндрової камери в сопло, розташоване на торцевій стінці, в циліндровій камері внаслідок гальмування потоку рідини об бічну циліндрову стінку та відповідного зменшення обертальної швидкості відбувається утворення «застійних» зон і прикордонних ламінарних потоків, що створює великий опір руху рідини і повітря і приводить до втрат тиску і швидкості потоку охолоджуваної рідини. В основу винаходу поставлена задача удосконалити спосіб розпилення рідини відцентровою форсункою шляхом зниження опору руху рідини за рахунок подавання потоку рідини по новій траєкторії руху потоку рідини на виході з тангенціального вхідного каналу в камеру форсунки, а саме: подавання потоку рідини по криволінійній траєкторії, зігнутій у вертикальному перетині, наприклад, у формі тора, що забезпечує оптимізацію траєкторії руху потоку рідини та в поєднанні з відповідністю радіуса вихідного отвор у тангенціального вхідного каналу радіусу кривизни криволінійної траєкторії, забезпечує зниження втрат кінетичної енергії рідини, що закручується в камері, поліпшення умов дроблення потоку рідини засмоктуваним повітрям за рахунок підвищення її швидкості на виході з сопла для витікання рідини, внаслідок чого відбувається значне підвищення дисперсності потоку, що розпилюється. Поставлена задача вирішується тим, що в способі розпилення рідини відцентровою форсункою шляхом подавання її потоку під тиском в тангенціальний вхідний канал, закручування в камері форсунки і одночасного подавання через сопло з утворенням на зовнішній стороні факела розпилення, а в потоці закрученої рідини спільної з факелом розпилення внутрішньої повітряної порожнини, згідно винаходу, на виході з тангенціального вхідного каналу потік рідини в камеру форсунки подають і закручують по криволінійній траєкторії, зігнутій у вертикальному перетині, при цьому, радіус R кривизни криволінійної траєкторії є рівним (1,0-4,0) радіусам r вихідного отвору тангенціального вхідного каналу. Крім того, закручений потік рідини одночасно подають через додаткове сопло, площа якого дорівнює площі першого, та розташовано протилежно йому, на одній з ним вертикальної осі, з утворенням другого факела розпилення на його зовнішній стороні. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак технічного рішення, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, полягає в наступному. 4 Подавання та закручування потоку рідини на виході з тангенціального вхідного каналу в камеру форсунки по криволінійній траєкторії, зігнутій у вертикальному перетині щодо вертикальної осі, що проходить через центр камери, з радіусом R кривизни, рівним (1,0-4,0) радіуса r вихідного отвору тангенціального вхідного каналу, змінює напрям руху потоку рідини. Турбулентний ефект, що при цьому виникає у шарі рідини, що прилягає до бокової стінки, покращує перемішування рідини з повітрям, зменшує втрати тиску охолоджуваної рідини на вході в камеру форсунки, зменшує опір руху рідини в самій камері, збільшуючи обертальну швидкість потоку рідини, що забезпечує більш дисперсне розпилення. При рівності радіуса R кривизни криволінійної траєкторії, по якій рухається потік рідини, радіусу r вихідного отвор у тангенціального вхідного каналу, криволінійна траєкторія має вигляд тороїдальної поверхні, при цьому виключаються втрати тиску на подолання місцевого опору при вході потоку рідини в камеру форсунки і плавному повороті його, тим самим забезпечується максимальна обертальна швидкість на радіусі сопел для витікання рідини, внаслідок чого досягається максимальне використання кінетичної енергії на розпилювання рідини, тобто забезпечується її більш дрібне розпилювання. Ця рівність є оптимальною тому що вона виключає надмірне затухання турбулентності та втрати тиску на подолання місцевого опору на вході потоку рідини в камеру форсунки і його повороті. При зменшенні радіуса R кривизни траєкторії, по якій рухається потік рідини, і досягненні величини, меншої, ніж 1,0 радіус r вихідного отвору тангенціального вхідного каналу, так само як і при його збільшенні і досягненні величини більшої, ніж 4,0 радіуси r вихідного отвору тангенціального вхідного каналу втрати тиску на подолання місцевого опору на вході потоку рідини в камеру форсунки і його повороті стають значними. При цьому втрати тиску охолоджуваної рідини збільшуються, збільшуються втрати кінетичної енергії рідини, що закручується, а розпилювання рідини погіршується. При рівності радіуса R кривизни криволінійної траєкторії, по якій рухається потік рідини, радіусу r вихідного отвор у тангенціального вхідного каналу, розміщення центру кривизни траєкторії, по якій рухається потік рідини, на колі, радіус якого рівний радіусу більшої основи додаткового усіченого конуса, забезпечує плавне сполучення додаткового зрізаного конуса сопла для витікання рідини з бічною стінкою камери форсунки, тобто виключає втрати тиску потоку рідини на подолання місцевого опору на місці сполучення бічної стінки камери з додатковим зрізаним конусом сопла для витікання рідини. Подавання потоку рідини через додаткове сопло, розташоване протилежно першому на одній з ним вертикальній осі з утворенням другого факела розпилення дозволяє створити двосторонній факел розбризкуваної води, що забезпечує максимальну інтенсивність охолоджування рідини. 5 83565 Дана сукупність відмітних ознак способу забезпечує закручування рідини в форсунці з мінімальними втратами кінетичної енергії на всій траєкторії її руху усередині форсунки: від вихідного отвору тангенціального каналу до зрізу сопел для витікання рідини, забезпечуючи тим самим максимальну дисперсність потоку охолоджуваної рідини, за рахунок чого підвищується охолоджуюча здатність форсунки. Спосіб реалізується за допомогою відцентрової форсунки, наведеної на Фіг.1, горизонтальний розріз, а на Фіг.2, вертикальний перетин по А -А на Фіг.1. Відцентрова форсунка містить камеру 1 з тангенціальним вхідним каналом 2 і соплом 3 для витікання рідини, профіль якого утворений зрізаним конусом 4, зв'язаним з циліндром 5, при цьому зрізаний конус 4 встановлений першим по ходу витікання рідини і зв'язаний з циліндром 5 своєю меншою основою. Зрізаний конус 4 зв'язаний з додатковим 6 зрізаним конусом, більша основа якого зв'язана з бічною стінкою 7 камери 1, а менша основа зв'язана з великою основою зрізаного конуса 4 сопла 3 для витікання рідини . На одній вертикальній вісі з соплом 3 для витікання рідини розташовано таке ж саме сопло 8 для витікання рідини, розташоване протилежно першому, яке також виконано із зрізаного конуса 9, зв'язаного з циліндром 12, при цьому зрізаний конус 9 встановлений першим по ходу витікання рідини і зв'язаний з циліндром 12 своєю меншою основою, а більшою основою зв'язаний з меншою основою додаткового 11 зрізаного конуса, більша основа якого зв'язана з бічною стінкою 7 камери 1. Внутрішня поверхня бічної стінки 7 камери 1 у вертикальному перетині зігнута, наприклад, у формі тора з радіусом R кривизни, рівним радіусу r вихідного отвору тангенціального каналу. Центр кривизни лежить на колі, радіус якого рівний радіусу більшої основи додаткового зрізаного конуса 6 6 або такого ж самого додаткового зрізаного конуса 11. Спосіб здійснюється наступним чином. Охолоджувану рідину через штуцер 10 під тиском подають в тангенціальний вхідний канал 2 і далі в простір між додатковими зрізаними конусами 6 і 11 сопел 3 і 8 для витікання рідини, уздовж бічної стінки 7 камери 1, по траєкторії, зігнутій, наприклад, у формі тороїдальної поверхні, тобто радіус R кривизни бічної стінки дорівнює радіусу r вихідного отвор у тангенціального вхідного каналу. Така форма траєкторії направляє і закручує частину потоку рідини по криволінійній траєкторії, зігнутій у вертикальному перетині у формі тороїдальної поверхні, що збуджує в потоці рідини високу ступінь турбулентності, р ух потоку рідини перетворюється на закручений, що підвищує дисперсність потоку рідини, за рахунок чого підвищується охолоджуюча здатність форсунки. Змішані потоки рідини і повітря, об'єднуючись в спільний потік в зоні розташування сопел 3 і 8, створюють максимальне розрядження для даного тиску рідини, що поступає у форсунку, куди через сопла 3 і 8, розташовані на одній осі, поступає повітря. Далі потік рідини розділяється на два окремі потоки. Це дозволяє створити із зовнішніх сторін сопел 3 і 8 факели розпилення,а в потоці закрученої рідини і в обох факелах створити спільну центральну повітряну порожнину. Таким чином, охолоджування починається вже в камері 1 форсунки. Потік рідини при виході з форсунки створює факели розпилювання з максимальною кінетичною енергією, перетворює потік рідини і повітря у факели оптимального дроблення потоку рідини, створює оптимальну поверхню розбризкуваної води, і у свою чергу забезпечує максимальний ефект охолоджування рідини. Таким чином, спосіб розпилення рідини відцентровою форсункою забезпечує зниження опору руху о холоджуваної рідини у форсунці, збільшує кут розкриття факела розпилювання, підвищує дисперсність потоку рідини, за рахунок чого підвищується охолоджуюча здатність форсунки. 7 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 83565 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601