RU2273527C1 - Liquids sparger - Google Patents
Liquids sparger Download PDFInfo
- Publication number
- RU2273527C1 RU2273527C1 RU2004126284/12A RU2004126284A RU2273527C1 RU 2273527 C1 RU2273527 C1 RU 2273527C1 RU 2004126284/12 A RU2004126284/12 A RU 2004126284/12A RU 2004126284 A RU2004126284 A RU 2004126284A RU 2273527 C1 RU2273527 C1 RU 2273527C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- slotted
- outlet
- slotted channel
- symmetry
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/28—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with integral means for shielding the discharged liquid or other fluent material, e.g. to limit area of spray; with integral means for catching drips or collecting surplus liquid or other fluent material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
- B05B1/04—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in flat form, e.g. fan-like, sheet-like
- B05B1/044—Slits, i.e. narrow openings defined by two straight and parallel lips; Elongated outlets for producing very wide discharges, e.g. fluid curtains
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
- B05B1/04—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in flat form, e.g. fan-like, sheet-like
- B05B1/046—Outlets formed, e.g. cut, in the circumference of tubular or spherical elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/26—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
- B05B1/262—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors
Landscapes
- Nozzles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике распыления жидкости в форме плоских газокапельных потоков и может быть использовано в системах пожаротушения, сантехническом оборудовании, поливочных агрегатах, а также для дезактивации, дезодорации и нанесения различного рода покрытий.The invention relates to techniques for spraying liquid in the form of flat gas-droplet flows and can be used in fire extinguishing systems, plumbing equipment, irrigation units, as well as for decontamination, deodorization and applying various kinds of coatings.
В настоящее время известен широкий спектр распылителей жидкости, предназначенных для генерации мелкодисперсных газокапельных потоков плоской формы. Так, например, в патенте FR 2614558 (опубликован 04.11.1988, МПК В 05 В 1/22) описано сопло (распылитель), в корпусе которого выполнены подводящий канал и выходной щелевой канал с открытой торцевой частью, образованной на цилиндрической поверхности корпуса.Currently, a wide range of liquid sprayers is known for the generation of finely dispersed gas-droplet flows of a flat shape. So, for example, in patent FR 2614558 (published 04.11.1988, IPC B 05
Осесимметричный подводящий канал сообщен со щелевым каналом со стороны его закрытой торцевой части. Ширина щели выходного канала составляет от 1,1d до 1,2d, где d - диаметр подводящего канала. Плоскость симметрии щелевого канала расположена под острым углом к оси симметрии корпуса и соответственно к оси симметрии подводящего канала. Боковые стенки щелевого выходного канала расположены параллельно друг другу. Закрытая торцевая часть выходного щелевого канала выполнена дугообразной формы.The axisymmetric feed channel is in communication with the slotted channel from the side of its closed end part. The width of the slit of the output channel is from 1.1d to 1.2d, where d is the diameter of the supply channel. The symmetry plane of the slotted channel is located at an acute angle to the symmetry axis of the housing and, accordingly, to the symmetry axis of the supply channel. The side walls of the slotted outlet channel are parallel to each other. The closed end part of the output slot channel is made in an arcuate shape.
Распыление жидкости в известном устройстве осуществляется за счет соударения струй жидкости с плоскими боковыми стенками щелевого канала. Данный распылитель позволяет распылять жидкость при малых расходах на достаточно большой площади орошаемой поверхности. Недостатком известного устройства является ограниченный угол раскрытия струи распыляемой жидкости: угол раскрытия струи не превышает 140°. Указанное ограничение размеров генерируемой струи связано с выполнением закрытой торцевой части выходного щелевого канала дугообразной формы, что обусловливает концентрацию газокапельного потока в определенном угловом секторе.The spraying of the liquid in the known device is carried out due to the collision of the jets of liquid with the flat side walls of the slotted channel. This sprayer allows you to spray liquid at low flow rates over a sufficiently large area of the irrigated surface. A disadvantage of the known device is the limited opening angle of the jet of sprayed liquid: the angle of the jet does not exceed 140 °. The specified size limitation of the generated jet is associated with the execution of the closed end part of the output slotted channel of an arcuate shape, which determines the concentration of the gas-droplet flow in a certain angular sector.
В опубликованной патентной заявке JP 2001269603 (опубликована 02.10.2001, МПК В 05 В 1/04) раскрыт распылитель жидкости, содержащий корпус, в котором выполнены два параллельных подводящих канала и выходной щелевой канал с открытой торцевой частью. Подводящие каналы сообщены со щелевым каналом со стороны его закрытой торцевой части и направлены навстречу друг другу в области пересечения со стенками щелевого канала.In the published patent application JP 2001269603 (published 02.10.2001, IPC 05
Подводящие каналы имеют одинаковую длину. Боковые стенки щелевого выходного канала расположены параллельно друг другу. Закрытая торцевая часть щелевого канала образована двумя плоскостями, пересекающимися под прямым углом в области расположения выходных отверстий подводящих каналов. В процессе работы распылителя жидкости мелкодисперсный газокапельный поток образуется при соударении струй жидкости, предварительно сформированных в подводящих каналах, между собой и со стенками щелевого канала.The inlet channels have the same length. The side walls of the slotted outlet channel are parallel to each other. The closed end part of the slotted channel is formed by two planes intersecting at right angles in the area of the outlet openings of the supply channels. During the operation of the liquid atomizer, a finely dispersed gas-droplet stream is formed upon the collision of the liquid jets previously formed in the supply channels, between themselves and with the walls of the slotted channel.
При использовании известного устройства обеспечивается увеличение площади орошаемой поверхности за счет увеличения ее ширины. Вследствие этого с помощью данного распылителя не может быть создан плоский мелкодисперсный газокапельный поток с минимальным углом расширения в направлении, перпендикулярном плоскости симметрии щелевого канала. Такое распределение газокапельного потока в пространстве обусловлено тем, что кромки выходных отверстий подводящих каналов расположены на минимально возможном расстоянии до кромки открытой торцевой части щелевого канала. Следует также отметить, что угол раскрытия плоского газокапельного потока при работе известного распылителя составляет от 50 до 120°.When using the known device provides an increase in the area of the irrigated surface by increasing its width. As a result of this, a flat finely dispersed gas-and-droplet flow with a minimum expansion angle in the direction perpendicular to the plane of symmetry of the slotted channel cannot be created using this atomizer. This distribution of gas-droplet flow in space is due to the fact that the edges of the outlet openings of the supply channels are located at the minimum possible distance to the edge of the open end part of the slotted channel. It should also be noted that the opening angle of a flat gas-droplet flow during operation of the known atomizer is from 50 to 120 °.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является распылитель жидкости по патенту GB 798645 (опубликован 23.07.1958, МПК В 05 В 1/04), в корпусе которого выполнен один или два подводящих канала и выходной щелевой канал с открытой торцевой частью. Подводящие каналы сообщены со щелевым каналом со стороны его закрытой торцевой части.The closest analogue of the claimed invention is a liquid atomizer according to patent GB 798645 (published July 23, 1958, IPC B 05
Боковые стенки щелевого канала могут быть расположены либо параллельно друг другу, либо под острым углом. Один подводящий канал пересекает боковую стенку щелевого канала под прямым углом, а второй подводящий канал - торцевую стенку щелевого канала.The side walls of the slotted channel can be either parallel to each other or at an acute angle. One inlet channel intersects the side wall of the slotted channel at a right angle, and the second inlet channel intersects the end wall of the slotted channel.
В корпусе распылителя может быть выполнен поперечный сквозной канал, сообщающийся со щелевым каналом и расположенный вдоль его торцевой стенки. Величина диаметра поперечного сквозного канала незначительно превышает ширину щелевого канала. При работе распылителя открытая торцевая часть канала обращена к орошаемой поверхности.A transverse through channel communicating with the slotted channel and located along its end wall can be made in the atomizer body. The diameter of the transverse through channel slightly exceeds the width of the slotted channel. During sprayer operation, the open end of the channel faces the irrigated surface.
Диаметр подводящего канала, пересекающего боковую стенку щелевого, превышает в 3÷6 раз ширину щелевого канала. При этом ширина щелевого канала в предпочтительном варианте выполнения распылителя составляет 0,25-0,5 мм.The diameter of the inlet channel intersecting the side wall of the slot channel exceeds 3–6 times the width of the slot channel. Moreover, the width of the slotted channel in the preferred embodiment of the atomizer is 0.25-0.5 mm.
Известное устройство позволяет генерировать плоский газокапельный поток с углом раскрытия примерно 180° при скорости течения жидкости в подводящих каналах ~1 м/с и давлении ~4 МПа. Размер капель, формируемых с помощью дополнительного поперечного сквозного канала, по краям газокапельного потока превышает размер капель в центральной части потока. Неравномерное по размеру капель распределение преднамеренно создается с целью повышения устойчивости генерируемого газокапельного потока при высокой скорости набегающего потока воздуха.The known device allows you to generate a flat gas-droplet flow with an opening angle of about 180 ° at a fluid flow rate in the supply channels of ~ 1 m / s and a pressure of ~ 4 MPa. The size of the droplets formed using an additional transverse through channel at the edges of the gas-droplet stream exceeds the size of the droplets in the central part of the stream. Uneven droplet size distribution is deliberately created in order to increase the stability of the generated gas-droplet flow at high speed of the incoming air flow.
Вследствие малой скорости капель жидкости на выходе из щелевого канала, ограниченного угла раскрытия плоского газокапельного потока и неравномерности распределения капель жидкости по орошаемой поверхности, обусловленной неравномерностью потока по размеру капель, известный распылитель жидкости имеет недостаточные возможности для эффективного использования в различных областях техники, в том числе при применении распылителя жидкости как средства пожаротушения.Due to the low velocity of the liquid droplets at the exit of the slotted channel, the limited opening angle of the flat gas-droplet flow and the uneven distribution of the liquid droplets over the irrigated surface, due to the uneven flow in the size of the droplets, the known liquid atomizer has insufficient capabilities for effective use in various fields of technology, including when using a liquid spray as a fire extinguishing agent.
Задачей настоящего изобретения является создание распылителя жидкости, позволяющего генерировать высокоскоростной широконаправленный и пространственно однородный плоский газокапельный поток. Такой поток должен обладать пространственной однородностью как по плотности, так и по размеру капель.An object of the present invention is to provide a liquid atomizer capable of generating a high-speed wide-directional and spatially uniform flat gas-and-droplet stream. Such a flow should have spatial homogeneity both in density and in droplet size.
Кроме того, генерируемый плоский газокапельный поток должен иметь минимальный угол расширения в направлении, перпендикулярном плоскости симметрии щелевого канала.In addition, the generated flat gas-and-droplet flow should have a minimum expansion angle in the direction perpendicular to the plane of symmetry of the slotted channel.
Достигаемый технический результат заключается в повышении эффективности генерации тонких пеленообразных газокапельных потоков, обладающих высокой равномерностью пространственного распределения и высокой дальнобойностью для покрытия орошаемой поверхности максимальной протяженности. В частности, при использовании распылителя жидкости как средства пожаротушения достигаемый технический результат может проявляться в повышении эффективности пожаротушения и эффективности защиты помещений от задымленности и тепловых потоков при условии снижения расхода жидкости.Achievable technical result is to increase the generation efficiency of thin veil-like gas-droplet flows having a high uniformity of spatial distribution and high range for covering the irrigated surface of maximum length. In particular, when using a liquid spray as a fire extinguishing agent, the achieved technical result can be manifested in increasing the fire extinguishing efficiency and the efficiency of protecting the premises from smoke and heat flux, provided that the liquid flow rate is reduced.
Указанные выше технические результаты достигаются за счет того, что в распылителе жидкости, содержащем корпус, в котором выполнен, по меньшей мере, один подводящий канал, и выходной щелевой канал с открытой торцевой частью, подводящий канал сообщен со щелевым каналом со стороны его закрытой торцевой части, расположен под углом к плоскости симметрии щелевого канала и пересекает его боковую стенку. При этом согласно настоящему изобретению максимальный размер dk сечения выходного отверстия подводящего канала и зазор δ между боковьми стенками щелевого канала в области расположения отверстия подводящего канала выбраны из условий: 0,2dk≤δ≤0,6dk; δ≥0,6мм.The above technical results are achieved due to the fact that in a liquid atomizer containing a housing in which at least one inlet channel is made and an outlet slotted channel with an open end part, the inlet channel is in communication with a slotted channel from the side of its closed end part , is located at an angle to the plane of symmetry of the slotted channel and crosses its side wall. Moreover, according to the present invention, the maximum size d k of the cross section of the outlet of the inlet channel and the gap δ between the side walls of the slotted channel in the region of the opening of the inlet channel are selected from the conditions: 0.2d k ≤δ≤0.6d k ; δ≥0.6mm.
Указанная выше совокупность существенных признаков изобретения обеспечивает достижение нового технического результата, обусловленного высокой скоростью капель жидкости в потоке, пространственной однородностью газокапельного потока, углом раскрытия потока в пространстве более 180° и минимальным размером генерируемого потока в направлении, перпендикулярном плоскости симметрии щелевого канала.The above set of essential features of the invention ensures the achievement of a new technical result due to the high speed of liquid droplets in the stream, the spatial uniformity of the gas-droplet stream, the opening angle of the stream in space of more than 180 ° and the minimum size of the generated stream in the direction perpendicular to the plane of symmetry of the slotted channel.
Настоящее изобретение основано на следующих теоретических предпосылках, подтвержденных полученными экспериментальными данными.The present invention is based on the following theoretical assumptions, confirmed by the obtained experimental data.
Как было установлено в результате экспериментальных исследований, генерация широконаправленного равномерного высокоскоростного плоского потока мелкодисперсных капель жидкости с минимальным углом расширения в направлении, перпендикулярном плоскости симметрии щелевого канала, обеспечивается только в случае создания определенных условий, необходимых для поддержания заданного скоростного режима течения жидкости при переходе из подводящих каналов в щелевой канал распылителя.As was established as a result of experimental studies, the generation of a wide-directional uniform high-speed flat flow of finely dispersed liquid droplets with a minimum expansion angle in the direction perpendicular to the plane of symmetry of the slotted channel is ensured only if certain conditions are created that are necessary to maintain a given velocity regime of the fluid flow when passing from the supply channels into the slotted channel of the atomizer.
Исходя из того, что переход течения пограничного слоя потока из ламинарного режима в турбулентный установившийся режим в щелевом канале должен осуществляться при том же скоростном режиме, что и в подводящем канале, необходимо выполнение следующего условия: U∞=Ucp,Based on the fact that the transition of the boundary layer flow from the laminar regime to the turbulent steady state in the slotted channel should be carried out at the same speed mode as in the supply channel, the following condition must be satisfied: U ∞ = U cp ,
где U∞ - скорость потока жидкости, набегающего на боковые стенки щелевого канала, которые имеют форму пластин;where U ∞ is the velocity of the fluid flow running onto the side walls of the slotted channel, which are in the form of plates;
Ucp - средняя скорость течения жидкости в подводящем канале.U cp is the average fluid flow rate in the supply channel.
Второе условие, на котором основывается настоящее изобретение, заключается в том, что на боковых стенках щелевого канала должна образовываться пленка и, следовательно, течение жидкости вдоль стенок щелевого канала должно происходить в форме пленочного течения. Для этого требуется, чтобы при течении жидкости в щелевом канале поток не испытывал существенные поперечные возмущения в направлении, перпендикулярном плоскости щели. В этом случае внутри щелевого канала условие перехода в пограничном слое ламинарной формы течения в турбулентную форму должно быть выражено аналогично соответствующему условию перехода режимов течения для цилиндрического подводящего канала.The second condition on which the present invention is based is that a film should form on the side walls of the slotted channel and, therefore, the fluid flow along the walls of the slotted channel should take place in the form of a film flow. This requires that, during fluid flow in the slotted channel, the flow does not experience significant transverse disturbances in the direction perpendicular to the plane of the gap. In this case, inside the slotted channel, the condition for the transition in the boundary layer of the laminar flow form to a turbulent form should be expressed similarly to the corresponding condition for the transition of flow regimes for a cylindrical feed channel.
Представленные выше предположения справедливы лишь тогда, если ширина щелевого канала меньше диаметра подводящего канала. В противном случае поток жидкости будет не натекать на поверхность щелевого канала в области выходного отверстия подводящего канала, а истекать в виде струи из выходного отверстия подводящего канала в полость щелевого канала. Касание струей жидкости боковых стенок канала возможно в последнем случае в результате расширения струи жидкости либо за счет направленной подачи струи жидкости на боковую стенку щелевого канала.The above assumptions are valid only if the width of the slotted channel is less than the diameter of the supply channel. Otherwise, the fluid flow will not leak onto the surface of the slotted channel in the area of the outlet of the supply channel, but will flow in the form of a jet from the outlet of the supply channel into the cavity of the slotted channel. Touching the liquid side walls of the channel in the latter case is possible as a result of the expansion of the liquid stream or due to the directional supply of the liquid stream to the side wall of the slotted channel.
В результате проведенных экспериментальных исследований было установлено, что минимальное расширение плоского газокапельного потока, генерируемого на выходе из щелевого канала, достигается при ограничении ширины δ канала в зависимости от максимального размера dk поперечного сечения выходного отверстия подводящего канала согласно следующему условию: 0,2dk≤δ≤0,6dk.As a result of experimental studies, it was found that the minimum expansion of a flat gas-droplet stream generated at the outlet of the slotted channel is achieved by limiting the width δ of the channel depending on the maximum size d k of the cross section of the outlet of the supply channel according to the following condition: 0.2d k ≤ δ≤0.6d k .
При этом минимальный порог значений δ обусловлен влиянием на истечение газокапельного потока концевых эффектов, действующих в области сопряжения подводящего канала со щелевым каналом, и с существенным снижением скорости непосредственно в щелевом канале, вследствие чего в канале появляются зоны с пониженным давлением, которые предопределяют пространственную неравномерность распределения капель жидкости в потоке. Максимальный порог обусловлен проявлением действия поперечных возмущающих сил, вследствие действия которых значительно увеличивается ширина генерируемого газокапельного потока.In this case, the minimum threshold of δ values is due to the influence of the end effects acting on the gas-droplet outflow acting in the interface between the supply channel and the slot channel, and with a significant decrease in velocity directly in the slot channel, as a result of which low-pressure zones appear in the channel, which determine the spatial distribution unevenness drops of liquid in a stream. The maximum threshold is due to the manifestation of the action of transverse disturbing forces, due to the action of which the width of the generated gas-droplet flow increases significantly.
Вторым условием, обеспечивающим минимизацию возмущающего влияния сил, действующих перпендикулярно плоскости щели, является исключение влияния сил поверхностного натяжения на заданные характеристики формы газокапельного потока.The second condition, which minimizes the disturbing effect of forces acting perpendicular to the plane of the gap, is the exclusion of the influence of surface tension forces on the specified characteristics of the shape of the gas-droplet flow.
Влияние поверхностных сил проявляется в наибольшей степени, если величина наименьшего размера распылителя, каковым для заявляемого устройства является зазор δ между боковыми стенками щелевого канала, выбирается из следующего условия:The influence of surface forces is manifested to the greatest extent, if the smallest size of the atomizer, which for the inventive device is the gap δ between the side walls of the slotted channel, is selected from the following condition:
δ≪b,δ≪b,
где b - капиллярная постоянная, определяемая по формулеwhere b is the capillary constant determined by the formula
где: σ - коэффициент поверхностного натяжения жидкости, Н/м;where: σ is the coefficient of surface tension of the liquid, N / m;
g - ускорение свободного падения, м/с2;g is the acceleration of gravity, m / s 2 ;
ρЖ - плотность жидкости, кг/м3;ρ W - the density of the liquid, kg / m 3 ;
ρГ- плотность газовой среды, в которую распыляется жидкость, кг/м3;ρ G is the density of the gaseous medium into which the liquid is sprayed, kg / m 3 ;
Для воды и воздуха b≈3 мм.For water and air, b≈3 mm.
Другим условием процесса распыливания жидкости является превышение сил поверхностного натяжения над инерционно-массовыми силами. Соотношение этих сил для случая перетекания жидкости из канала в щелевой зазор можно вывести, пользуясь критериями подобия.Another condition of the liquid spraying process is the excess of surface tension forces over inertial mass forces. The ratio of these forces for the case of fluid flowing from the channel into the gap gap can be derived using similarity criteria.
Критерий Лапласа в подводящем канале Lpп=dkρЖσ/μ2, где μ - коэффициент динамической вязкости жидкости, определяет соотношение сил поверхностного натяжения и сил вязкости в канале.The Laplace criterion in the supply channel Lp p = d k ρ Ж σ / μ 2 , where μ is the coefficient of dynamic viscosity of the fluid, determines the ratio of surface tension forces and viscosity forces in the channel.
Критерий Галилея для щелевого зазора определяет соотношение инерционно-массовых сил и сил вязкости в зазоре.Galileo criterion for crevice gap determines the ratio of inertial mass forces and viscosity forces in the gap.
В общем случае, отношение Lpп/Gaщ показывает отношение сил поверхностного натяжения к инерционно-массовым на границе перехода течения жидкости из подводящего канала в щелевой зазор. При выполнении условия Lpп/Gaщ>1 силы поверхностного натяжения превалируют над инерционно-массовыми силами при вытекании жидкости из канала в щелевой зазор. Данное соотношение определяет оптимальные условия для равномерного распыливания жидкости.In the general case, the ratio Lp n / Ga n shows the ratio of surface tension forces to inertial mass forces at the boundary of the transition of the fluid flow from the supply channel to the gap gap. Under the condition Lp n / Ga n > 1, the surface tension forces prevail over the inertial-mass forces when the fluid flows from the channel into the gap gap. This ratio determines the optimal conditions for uniform atomization of the liquid.
Экспериментально было установлено, что влияние на формирование потока распыленной жидкости сил поверхностного натяжения, которое зависит и от материала стенок канала распылителя, минимизируется при оптимальных условиях распыливания жидкости в случае соблюдения следующей зависимости:It was experimentally established that the influence of surface tension forces on the formation of a sprayed liquid flow, which also depends on the material of the walls of the atomizer channel, is minimized under optimal conditions for spraying the liquid if the following relationship is observed:
δ≥1/5b.δ≥1 / 5b.
Следовательно, для случаев, когда распыляемой жидкостью является вода, а окружающая газовая среда - воздух: δ≥0,6 мм.Therefore, for cases when the sprayed liquid is water and the surrounding gas medium is air: δ≥0.6 mm.
Если данное условие выполняется для щелевого канала распылителя, влияние поверхностных сил на геометрические размеры генерируемого газокапельного потока исключается вне зависимости от материала, из которого выполняются стенки щелевого канала, например из стали или фторопласта.If this condition is satisfied for the slotted channel of the atomizer, the influence of surface forces on the geometric dimensions of the generated gas-droplet flow is excluded regardless of the material from which the walls of the slotted channel are made, for example, steel or fluoroplastic.
В случае, если указанное условие не выполняется, то для стенок канала, выполненных из стали, на выходе из щелевого канала генерируется газокапельный поток с малым углом раскрытия в плоскости щелевого канала. Причем генерируемый поток направляется вдоль центральной части щелевого канала. При выполнении стенок щелевого канала из фторопласта нарушение приведенного выше условия приведет к распаду генерируемого газокапельного потока на два отдельных потока. Такие потоки будут истекать из щелевого канала под углом 180° относительно друг друга, а центральная часть щелевого канала останется незаполненной.If this condition is not met, then for the walls of the channel made of steel, a gas-droplet stream with a small opening angle in the plane of the slot channel is generated at the exit from the slot channel. Moreover, the generated flow is directed along the Central part of the slotted channel. When the walls of the slotted channel are made of fluoroplastic, violation of the above condition will lead to the decay of the generated gas-droplet stream into two separate streams. Such flows will flow from the slotted channel at an angle of 180 ° relative to each other, and the central part of the slotted channel will remain empty.
При использовании распылителя жидкости, в котором имеется более двух подводящих каналов, максимальный размер dк поперечного сечения выходного отверстия подводящего канала для удовлетворения вышеуказанным условиям выбирается согласно следующему соотношению:When using a liquid atomizer in which there are more than two inlet channels, the maximum dimension d to the cross section of the outlet of the inlet channel to satisfy the above conditions is selected according to the following ratio:
dk=(dk1+dk2+...dkN)/N,d k = (d k1 + d k2 + ... d kN ) / N,
где dk1, dk2, dkN - максимальные размеры поперечных сечений отверстий подводящих каналов,where d k1 , d k2 , d kN are the maximum dimensions of the cross sections of the holes of the supply channels,
N - количество подводящих каналов.N is the number of supply channels.
В случае использования нескольких подводящих каналов целесообразно, чтобы длина этих каналов была одинакова. Это необходимо для симметричного распределения струй жидкости в щелевом канале.In the case of using several supply channels, it is advisable that the length of these channels is the same. This is necessary for the symmetric distribution of the jets of liquid in the slot channel.
Целесообразно также, чтобы расстояние h от кромки выходного отверстия подводящего канала до кромки открытой торцевой части щелевого канала в направлении истечения потока жидкости было выбрано из условия: 3,5dk≤h≤28dk It is also advisable that the distance h from the edge of the outlet of the supply channel to the edge of the open end part of the slotted channel in the direction of the fluid flow outflow is selected from the condition: 3,5d k ≤h≤28d k
Данное условие характеризует влияние степени турбулентности потока жидкости, набегающего на плоскую поверхность стенки щелевого канала. Как известно, степень турбулентности жидкостного потока характеризуется значениями критического числа Рейнольдса. В рассматриваемом случае для потока жидкости, набегающего на пластину, расчетный диапазон значений числа Рейнольдса Reкр имеет следующие предельные значения (см. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: НАУКА, 1974, с.440, 441): Reкр= 3,5·105÷2,8·106.This condition characterizes the influence of the degree of turbulence of the fluid flow incident on a flat surface of the wall of the slotted channel. As is known, the degree of turbulence of a liquid stream is characterized by the values of the critical Reynolds number. In the case under consideration, for the fluid flow running onto the plate, the calculated range of Reynolds numbers Re cr has the following limit values (see Schlichting G. Theory of the boundary layer. M .: Nauka, 1974, p. 440, 441): Re cr = 3 5 · 10 5 ÷ 2.8 · 10 6 .
Указанное выше условие для расстояния h было получено, исходя из равенства скоростей потока жидкости при течении по подводящим каналам и при течении вдоль щелевого канала распылителя, а также с учетом расчетных значений числа Рекр для минимальной и максимальной степени возмущенности турбулентного потока жидкости.The above condition was obtained for the distance h, starting from equal liquid flow velocity when flowing through the inlet channels and flow along the channel slot sprayer, as well as the calculated values of kr Fe for the minimum and maximum degree of perturbation of the turbulent liquid stream.
В общем случае критическое число Рейнольдса для пластины определяется следующим выражением:In the general case, the critical Reynolds number for a plate is determined by the following expression:
где: х - длина пластины; ν - кинематическая вязкость жидкости.where: x is the length of the plate; ν is the kinematic viscosity of the liquid.
Для рассматриваемого случая плоских боковых стенок щелевого канала длина пластины х соответствует расстоянию h от кромки выходного отверстия подводящего канала до кромки открытой торцевой части щелевого канала в направлении истечения потока жидкости: x=h.For the case of the flat side walls of the slotted channel under consideration, the length of the plate x corresponds to the distance h from the edge of the outlet of the supply channel to the edge of the open end part of the slotted channel in the direction of the fluid flow: x = h.
Переход ламинарного течения в турбулентный режим в подводящем канале определяется по значению критического числа Рейнольдса ReПкр=105, вычисленного для цилиндрического канала по следующей формуле:The transition of the laminar flow to the turbulent mode in the supply channel is determined by the value of the critical Reynolds number Re Pcr = 10 5 calculated for the cylindrical channel according to the following formula:
В результате решения системы указанных выше уравнений была получена следующая зависимость:As a result of solving the system of the above equations, the following dependence was obtained:
Заданное существенное условие (3,5dk≤h≤28dk) было получено путем подстановки в полученную зависимость численных значений ReЩкр и ReПкр при большой и малой степени турбулентности потока.The given essential condition (3,5d k ≤h≤28d k ) was obtained by substituting the numerical values of Re Щкр and Re Пкр into the obtained dependence with a large and small degree of flow turbulence.
Щелевой канал может иметь различную пространственную конфигурацию: плоскую, когда боковые стенки щелевого выходного канала расположены параллельно друг другу, или в форме клина, расширяющегося в направлении истечения потока жидкости. В последнем случае желательно, чтобы плоские боковые стенки щелевого канала были расположены под углом 1÷3°.The slotted channel may have a different spatial configuration: flat, when the side walls of the slotted output channel are parallel to each other, or in the form of a wedge, expanding in the direction of flow of the liquid. In the latter case, it is desirable that the flat side walls of the slotted channel be located at an angle of 1 ÷ 3 °.
Угол наклона оси симметрии подводящего канала к плоскости симметрии щелевого канала может составлять от 5 до 90°.The angle of inclination of the axis of symmetry of the supply channel to the plane of symmetry of the slotted channel can be from 5 to 90 °.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения один подводящий канал может содержать замкнутую полость, выполненную в виде ответвления канала в области соединения подводящего канала с выходным щелевым каналом. Такая замкнутая полость служит в качестве резонирующей полости для создания пульсаций давления в подводящих каналах с целью повышения эффективности диспергирования потока жидкости.In a preferred embodiment of the invention, one supply channel may comprise a closed cavity made in the form of a channel branch in the area of the connection of the supply channel to the output slot channel. Such a closed cavity serves as a resonating cavity for creating pressure pulsations in the supply channels in order to increase the dispersion efficiency of the fluid flow.
В зависимости от требуемого угла раскрытия газокапельного потока закрытая торцевая часть выходного щелевидного канала может быть выполнена дугообразной формы либо может быть образована двумя плоскостями, пересекающимися в области выходного отверстия подводящего канала. Кроме того, закрытая торцевая часть щелевого канала может быть выполнена в форме плоской поверхности, параллельной выходной кромке открытой торцевой части щелевого канала.Depending on the desired opening angle of the gas-droplet flow, the closed end part of the output slit-like channel can be made in an arcuate shape or can be formed by two planes intersecting in the region of the outlet opening of the supply channel. In addition, the closed end part of the slotted channel can be made in the form of a flat surface parallel to the output edge of the open end part of the slotted channel.
В предпочтительном варианте выполнения в состав распылителя может входить, по меньшей мере, один перемещаемый отражатель, перекрывающий боковую открытую торцевую часть щелевого канала. Применение перемещаемого отражателя позволяет управлять в процессе работы распылителя пространственным распределением генерируемого газокапельного потока.In a preferred embodiment, the atomizer may include at least one movable reflector overlapping the side open end portion of the slotted channel. The use of a movable reflector allows you to control the spatial distribution of the generated gas-droplet flow during the operation of the sprayer.
Выходное отверстие подводящего канала может быть образовано пересечением поверхности подводящего канала, плоской боковой поверхностью щелевого канала и поверхностью закрытой торцевой части щелевого канала. В других вариантах выполнения поверхность подводящего канала пересекает только боковую стенку щелевого канала.The outlet of the inlet channel can be formed by the intersection of the surface of the inlet channel, the flat lateral surface of the slotted channel and the surface of the closed end part of the slotted channel. In other embodiments, the surface of the feed channel intersects only the side wall of the slotted channel.
Подводящий канал может быть снабжен завихрителем потока жидкости, расположенным перед выходным отверстием канала. Такой завихритель позволяет сформировать закрученный поток жидкости на входе в щелевой канал с целью повышения эффективности дробления потока жидкости на мелкие капли и увеличения дальнобойности генерируемого потока.The feed channel may be provided with a fluid flow swirl located in front of the channel outlet. Such a swirler allows the formation of a swirling fluid flow at the entrance to the slotted channel in order to increase the efficiency of crushing the fluid flow into small droplets and increase the range of the generated flow.
В целях создания пространственно однородного газокапельного потока, симметричного относительно оси симметрии щелевого канала, плоскость симметрии щелевого канала размещается под углом от 88° до 92° к плоскости, в которой расположены оси симметрии подводящих каналов.In order to create a spatially uniform gas-droplet flow symmetrical about the axis of symmetry of the slotted channel, the plane of symmetry of the slotted channel is positioned at an angle from 88 ° to 92 ° to the plane in which the symmetry axes of the supply channels are located.
Далее изобретение поясняется примерами конкретного выполнения распылителя жидкости со ссылками на поясняющие чертежи, выполненные в масштабе увеличения (2:1).Further, the invention is illustrated by examples of specific performance of the liquid atomizer with reference to the explanatory drawings, made at a magnification scale (2: 1).
На поясняющих чертежах изображено следующее:The explanatory drawings show the following:
на фиг.1 - продольный разрез распылителя жидкости, выполненного с одним подводящим каналом;figure 1 is a longitudinal section of a liquid atomizer made with one supply channel;
на фиг.2 - разрез по плоскости А - А распылителя, изображенного на фиг.1;figure 2 is a section along the plane a - a of the atomizer shown in figure 1;
на фиг.3 - продольный разрез распылителя, выполненного с двумя подводящими каналами;figure 3 is a longitudinal section of a spray made with two inlet channels;
на фиг.4 - поперечный разрез по плоскости Б - Б распылителя, изображенного на фиг.3;figure 4 is a transverse section along the plane B - B of the atomizer shown in figure 3;
на фиг.5 - продольный разрез по плоскости В - В распылителя, изображенного на фиг.3;figure 5 is a longitudinal section along the plane b - In of the sprayer shown in figure 3;
на фиг.6 - продольный разрез распылителя, выполненного с двумя подводящими каналами, которые снабжены завихрителями потока жидкости, и с перемещаемым отражателем;figure 6 is a longitudinal section of a spray gun made with two inlet channels, which are equipped with swirls of fluid flow, and with a movable reflector;
на фиг.7 -поперечный разрез по плоскости Г - Г распылителя, изображенного на фиг.6;in Fig.7 is a cross-section along the plane G - G of the atomizer shown in Fig.6;
на фиг.8 - продольный разрез по плоскости Д - Д распылителя, изображенного на фиг.6;in Fig.8 is a longitudinal section along the plane D - D of the sprayer shown in Fig.6;
на фиг.9 - продольный разрез распылителя, выполненного с двумя подводящими каналами и клиновидным щелевым каналом;figure 9 is a longitudinal section of a spray made with two inlet channels and a wedge-shaped slotted channel;
на фиг.10 - поперечный разрез по плоскости Е - Е распылителя, изображенного на фиг.9;figure 10 is a transverse section along the plane E - E of the atomizer shown in figure 9;
на фиг.11 - продольный разрез по плоскости Ж - Ж распылителя, изображенного на фиг.9;in Fig.11 is a longitudinal section along the plane G - F of the sprayer shown in Fig.9;
на фиг.12 - продольный разрез распылителя, выполненного с двумя подводящими каналами и с перемещаемым отражателем, и с плоской закрытой торцевой частью щелевого канала;in Fig.12 is a longitudinal section of a spray gun made with two supply channels and with a movable reflector, and with a flat closed end part of the slotted channel;
на фиг.13 - поперечный разрез по плоскости З - З распылителя, изображенного на фиг.12;in Fig.13 is a transverse section along the plane Z - Z of the sprayer shown in Fig.12;
на фиг.14 - продольный разрез по плоскости И - И распылителя, изображенного на фиг.12.in Fig.14 is a longitudinal section along the plane And - And of the sprayer shown in Fig.12.
Согласно первому примеру реализации изобретения (см. фиг.1 и 2) распылитель содержит корпус 1, на части наружной поверхности которого выполнена резьба для подключения распылителя к трубопроводу системы подачи жидкости (на чертеже не показан). В корпусе 1 выполнен подводящий канал 2, направленный под острым углом к оси симметрии корпуса 1, и выходной щелевой канал 3 с открытой торцевой частью 4 в форме дуги окружности.According to a first embodiment of the invention (see FIGS. 1 and 2), the atomizer comprises a
Открытая торцевая часть 4 образована пересечением боковой цилиндрической поверхности корпуса 1 со щелевым каналом 3. Подводящий канал 2 сообщен со щелевым каналом 3 со стороны его закрытой торцевой части 5.The
Угол α наклона оси симметрии 6 подводящего канала 2 к плоскости симметрии 7 щелевого канала 3 составляет 90° (в диапазоне оптимальных значений от 5° до 90°). Плоские боковые стенки 8 щелевого выходного канала 3 расположены параллельно друг другу (см. фиг.1).The angle α of inclination of the axis of symmetry 6 of the
В рассматриваемом примере реализации изобретения закрытая торцевая часть 5 щелевого канала 3 выполнена в форме плоской поверхности. Выходное отверстие 9 подводящего канала 2 образовано в боковой стенке 8 щелевого канала 3. Поперечное сечение выходного отверстия 9 подводящего канала 2 в плоскости боковой стенки 8 имеет форму круга. В этом случае максимальный размер dк поперечного сечения выходного отверстия 9 соответствует диаметру подводящего канала 2. Диаметр подводящего канала равен 4,5 мм (фиг.2).In this example implementation of the invention, the
Зазор δ между боковыми стенками 8 щелевого канала составляет 2 мм, т.е. находится в пределах диапазона значений δ от 0,9 мм до 2,7 мм, рассчитанного в соответствии с существенным условием для заявленного изобретения:The gap δ between the
0,2dk≤δ≤0,6dk; δ≥0,6мм.0.2d k ≤δ≤0.6d k ; δ≥0.6mm.
В рассматриваемом варианте реализации изобретения величина расстояния h от кромки 10 выходного отверстия 9 подводящего канала 2 до кромки открытой торцевой части 4 щелевого канала 3 в направлении истечения потока жидкости выбрана равной 20 мм (см. фиг.2). Указанная величина находится в пределах диапазона оптимальных значений от 16 мм до 126 мм, который рассчитан согласно условию 3,5dk≤h≤28dk при dk=4,5 мм.In the present embodiment, the distance h from the
Согласно второму примеру реализации изобретения (см. фиг.3-5) распылитель жидкости содержит цилиндрический корпус 11, в котором выполнены два подводящих канала 12, имеющие одинаковую длину, и выходной щелевой канал 13 с открытой торцевой частью 14. На открытой торцевой части 14 щелевого канала 13 образована торцевая выходная кромка 15 и боковые выходные кромки 16 на боковой цилиндрической поверхности корпуса 11 (см. фиг.5).According to a second embodiment of the invention (see FIGS. 3-5), the liquid atomizer comprises a
Угол α наклона оси симметрии 17 каждого подводящего канала 12 к плоскости симметрии 18 щелевого канала 13 составляет 20°, т.е. находится в пределах диапазона оптимальных значений от 5 до 90°. Плоскость симметрии 18 щелевого канала 13 расположена под углом (3 =90° к плоскости, в которой лежат оси симметрии подводящих каналов 12. Величина данного угла выбирается в пределах диапазона оптимальных значений угла β: от 88 до 92°.The angle α of inclination of the axis of
Щелевой канал 13 образован плоскопараллельными стенками 19. Подводящие каналы 12 сообщены друг с другом и со щелевым каналом 13 со стороны его закрытой торцевой части 20. Выходные отверстия 21 подводящих каналов 12 образованы пересечением поверхности подводящих каналов 12, поверхностей плоских боковых стенок 19 и дугообразной поверхности закрытой торцевой части 20 щелевого канала 13 (см. фиг.5).The slotted
В рассматриваемом примере реализации изобретения поперечное сечение выходного отверстия 21 каждого подводящего канала 12 в плоскости щелевого канала имеет форму эллипса (см. фиг.5). Максимальный размер поперечного сечения отверстия 21 в рассматриваемом примере выполнения распылителя составляет 4 мм. Максимальный расчетный размер dk сечения выходного отверстия двух подводящих каналов 12, рассчитанный согласно условию dk=(dk1+dk2+...dkN)/N, составляет 4 мм. Ширина S боковых стенок 19 составляет 30 мм.In this example implementation of the invention, the cross section of the
В данном примере реализации изобретения закрытая торцевая часть 20 щелевого канала 13 выполнена дугообразной формы (см. фиг.5). Величина зазора δ между стенками 19 щелевого канала 13 равна 2 мм - в пределах диапазона оптимальных значений δ: от 0,8 мм до 2,4 мм. Указанный диапазон значений δ рассчитан при dk=4 мм в соответствии с условием выбора величины зазора в зависимости от максимального размера сечения выходного отверстия подводящих каналов 12:0,2dk≤δ≤0,6dk.In this example implementation of the invention, the
Величина расстояния h от нижней кромки 22 выходного отверстия 21 каждого из подводящих каналов 12 до кромки 15 открытой торцевой части 14 щелевого канала 13 составляет 16 мм (см. фиг.5). Выбор значений h ограничен диапазоном оптимальных значений 14÷112 мм, который рассчитан согласно условию: 3,5dk≤h≤28dk (при dk=4 мм).The distance h from the
Величина расстояния l от верхней кромки 23 выходных отверстий 21 подводящих каналов 12 до вершины вогнутой поверхности закрытой торцевой части 20 щелевого канала 13 составляет 2 мм (см. фиг.5).The distance l from the
Согласно третьему примеру реализации изобретения (см. фиг.6-8) распылитель жидкости содержит цилиндрический корпус 24, в котором выполнены два подводящих канала 25 и выходной щелевой канал 26 с открытой торцевой частью 27. Выходная кромка 28 открытой торцевой части 27 образована пересечением боковой поверхности корпуса 24 со щелевым каналом 26. Боковые кромки 29 расположены вдоль боковой поверхности корпуса 24 параллельно его оси симметрии. Подводящие каналы 25 соединены друг с другом в области сопряжения со щелевым каналом 26 со стороны его закрытой торцевой части 30 (см. фиг.6).According to a third embodiment of the invention (see FIGS. 6-8), the liquid atomizer comprises a
Щелевой канал 26 образован плоскопараллельными стенками 31. Подводящие каналы 25 состоят из входных участков 32 и выходных участков 33. Каналы 25 имеют одинаковую длину до точки их сопряжения у закрытой торцевой части 30 щелевого канала 26. Угол α наклона оси симметрии 34 выходного участка 33 каждого подводящего канала 25 к плоскости симметрии 35 щелевого канала 26 составляет 70°, что соответствует диапазону оптимальных значений угла α: 5-90°.The slotted
Плоскость симметрии 35 щелевого канала 26 расположена под углом β=90° к плоскости, в которой лежат оси симметрии подводящих каналов 25, т. е. в пределах диапазона оптимальных значений угла β: 88-92° (см. фиг.7).The plane of
Выходные отверстия подводящих каналов 25 образованы пересечением поверхностей выходных участков 33 каналов 25, поверхностями плоскопараллельных боковых стенок 31 и поверхностью закрытой торцевой части 30 щелевого канала 26 (см. фиг.6).The outlet openings of the
Подводящие каналы 25 содержат замкнутые полости 36, выполненные в виде ответвлений каналов в области соединения с выходным щелевым каналом 26. Для создания замкнутых полостей 36 выходные участки 33 подводящих каналов 25 со стороны боковой поверхности корпуса 24 заглушены вставками 37.The
Коаксиально цилиндрическому корпусу 24 распылителя установлен перемещаемый отражатель 38, выполненный в форме кольца. Отражатель 38 сопряжен с боковой поверхностью корпуса 24 с возможностью осевого перемещения вдоль боковой кромки 29 щелевого канала 26. Перемещение отражателя 38 осуществляется между положением, при котором боковая часть щелевого канала 26 полностью открыта, и положением, при котором боковая часть щелевого канала 26 целиком закрыта. На фиг.6 показано положение отражателя 38 в промежуточном положении - между крайними положениями полного открытия и закрытия боковой части щелевого канала 26.Coaxial to the
Подводящие каналы 25 распылителя жидкости в рассматриваемом примере выполнения снабжены завихрителями потока жидкости, которые расположены перед выходными отверстиями подводящих каналов 25. Завихрители выполнены в виде участков винтовых каналов 39 и 40, расположенных в выходных участках 33 подводящих каналов 25. Винтовые каналы имеют противоположную направленность: винтовая линия канала 39 выполнена правой, а канала 40 - левой (см. фиг.6).The
Закрытая торцевая часть 30 щелевого канала 26 образована двумя симметрично расположенными плоскостями 41 и 42, пересекающимися в области выходных отверстий подводящих каналов 25. Угол наклона γ плоскостей 41 и 42 к плоскости симметрии 35 щелевого канала 26 составляет 80°. Ширина S каждой боковой стенки 31 щелевого канала 26 составляет 30 мм (см. фиг.8).The
Сечения выходных отверстий подводящих каналов 25 в плоскости симметрии щелевого канала 26 имеют форму эллипса (см. фиг.8). Максимальный размер dkN сечения выходных отверстий каждого из подводящих каналов 25 равен 4 мм. Максимальный расчетный размер dk выходного отверстия двух подводящих каналов 25, рассчитанный согласно условию dk=(dk1+dk2+...dkN)/N, также равен 4 мм.The cross sections of the outlet openings of the
Величина зазора δ между боковыми стенками 31 щелевого канала 26, как и в предыдущих вариантах выполнения конструкции распылителя, выбрана равной 2 мм в соответствии с диапазоном оптимальных значений δ 0,8÷2,4 мм, который рассчитан согласно существенному условию заявленного изобретения: 0,2dk≤δ≤0,6dk; δ≥0,6 мм.The size of the gap δ between the
Величина расстояния h от нижней кромки 43 выходного отверстия подводящих каналов 25 до кромки 28 открытой торцевой части 27 щелевого канала 26 выбрана равной 16 мм (см. фиг.7) в соответствии с расчетным диапазоном оптимальных значений h. Расстояние l от верхней кромки 44 выходного отверстия подводящих каналов 25 до вершины выпуклой поверхности закрытой торцевой части 30 щелевого канала 26 составляет 2,5 мм (см. фиг.8).The distance h from the
Согласно четвертому примеру реализации изобретения (см. фиг.9-11) в корпусе 45 распылителя выполнены два подводящих канала 46 и выходной щелевой канал 47 с открытой торцевой частью 48. В данном примере выполнения конструкции щелевой канал 47 выполнен в форме клина, расширяющегося в направлении истечения потока жидкости. На открытой торцевой части 48 щелевого канала 47, также как и в других вариантах выполнения изобретения, имеется выходная кромка 49 и параллельные боковые кромки 50, образованные пересечением боковой поверхности со щелевым каналом 47.According to a fourth embodiment of the invention (see Figs. 9-11), two
Подводящие каналы 46 сообщаются друг с другом и со щелевым каналом 47 в области закрытой торцевой части 51 щелевого канала 47. Выходные отверстия 52 подводящих каналов 46 образованы пересечением поверхностей каналов 46 боковыми стенками 53 щелевого канала 47 и поверхностью его закрытой торцевой части 51 (см. фиг.11).The
Плоские боковые стенки 53 клиновидного щелевого канала 47 расположены под углом φ=2° по отношению друг к другу. Диапазон оптимальных значений угла φ составляет от 1 до 3°.The
Угол наклона α осей симметрии 54 подводящих каналов 46 к плоскости симметрии 55 щелевого канала 47 равен 20° (см. фиг 9). Данное значение соответствует диапазону оптимальных значений α: 5÷90°.The angle of inclination α of the axis of
Плоскость, в которой лежат оси симметрии 54 подводящих каналов 46, наклонена к плоскости симметрии 55 щелевого канала 47 под углом β=90° (см. фиг.10), т. е. в пределах диапазона оптимальных значений: 88÷92°.The plane in which the axis of
Закрытая торцевая часть 51 щелевого канала 47 имеет дугообразную форму. Сечения выходных отверстий 52 подводящих каналов 46 в плоскости щелевого канала 47 имеют форму эллипса. Ширина S каждой боковой стенки 53 составляет 30 мм (см. фиг.11).The
Максимальный размер dkN сечения выходного отверстия каждого подводящего канала 46 в плоскости щелевого канала 47 равен 4 мм.The maximum size d kN of the cross section of the outlet of each
Величина зазора δ между стенками 53 щелевого канала 47 в области расположения отверстия 52 подводящих каналов 46 выбрана равной 2 мм в пределах диапазона оптимальных значений от 0,8 мм до 2,4 мм (см. фиг.9). При этом максимальный расчетный размер dk для двух подводящих каналов, рассчитанный согласно зависимости dk=(dk1+dk2+...dkN)/N, также равен 4 мм.The gap value δ between the
Величина расстояния h от нижней кромки 56 выходных отверстий 52 подводящих каналов 46 до выходной кромки 49 открытой торцевой части 48 щелевого канала 47 равна 25 мм (см фиг.11), т.е. в пределах расчетного диапазона 14÷112 мм в соответствии с условием: 3,5dk≤h≤28dk.The distance h from the
Величина расстояния l от верхней кромки 57 выходных отверстий 52 подводящих каналов 46 до точки изгиба вогнутой поверхности закрытой торцевой части 51 щелевого канала 47 составляет 2,5 мм (см. фиг.11).The distance l from the
Согласно пятому примеру реализации изобретения (см. фиг.12-14) распылитель жидкости содержит корпус 58, в котором выполнены два подводящих канала 59 и выходной щелевой канал 60 с открытой торцевой частью 61. Выходная кромка 62 открытой торцевой части 61 щелевого канала 60 образована пересечением торцевой поверхности корпуса 58 со щелевым каналом 60. Боковые кромки 63 образованы пересечением боковой цилиндрической поверхности корпуса 58 со щелевым каналом 60.According to a fifth embodiment of the invention (see FIGS. 12-14), the liquid atomizer comprises a
Подводящие каналы 59 имеют одинаковую длину и выполнены с входными участками 64 и выходными участками 65. Выходные участки 65 каналов 59 сообщаются друг с другом и со щелевым каналом 60 в области его закрытой торцевой части 66.The
Отличительной особенностью данного примера реализации изобретения является форма выполнения закрытой торцевой части 66 щелевого канала 60 - в форме плоской поверхности, параллельной выходной кромке 62 открытой торцевой части 61.A distinctive feature of this example implementation of the invention is the form of execution of the
Оси симметрии входных участков 64 расположены параллельно плоскости симметрии 67 щелевого канала 60. Угол α наклона осей симметрии 67 выходных участков 65 подводящих каналов 59 к плоскости симметрии 68 щелевого канала 60 составляет 80° (в пределах диапазона оптимальных значений 5÷90°). Боковые стенки 69 щелевого выходного канала 60 расположены параллельно друг другу.The axis of symmetry of the
Выходные отверстия 70 подводящих каналов 59 образованы пересечением поверхностей выходных участков 65 каналов 59 с поверхностью боковых стенок 69 и с плоской поверхностью закрытой торцевой части 66 щелевого канала 60 (см. фиг.14).The
Подводящие каналы 59 содержат замкнутые полости 71, выполненные в виде ответвлений выходных участков 65 каналов 59. Для создания замкнутых полостей 71 выходные участки 65 подводящих каналов 59 со стороны боковой поверхности корпуса 58 заглушены вставками 72.The
Коаксиально цилиндрической боковой поверхности корпуса 58 установлен перемещаемый отражатель 73 в форме кольца. Отражатель 73 сопряжен с боковой поверхностью корпуса 58 с возможностью осевого перемещения вдоль боковой кромки 63 щелевого канала 60. Перемещение отражателя 73 осуществляется между положением, при котором боковая часть щелевого канала 60 полностью открыта, и положением, при котором боковая часть щелевого канала 60 целиком закрыта. На фиг.12 и 14 показано положение отражателя 73 в промежуточном положении - между крайними положениями полного открытия и закрытия боковой части щелевого канала 60.A coaxially cylindrical side surface of the
Плоскость симметрии 68 щелевого канала 60 расположена под углом β=90° к плоскости, в которой лежат оси симметрии подводящих каналов 59. Величина угла β соответствует диапазону оптимальных значений β: 88÷92°.The plane of
В рассматриваемом примере реализации изобретения ширина S боковых стенок 69 щелевого канала 60 составляет 30 мм. Выходное отверстие 70 каждого из подводящих каналов 59 щелевого канала 60 имеет форму эллипса (см. фиг.14). Максимальный размер dkN сечения выходного отверстия 70 каждого канала 59, как и в предыдущих примерах выполнения, равен 4 мм. Максимальный расчетный размер dk сечения выходного отверстия подводящих каналов также равен 4 мм в соответствии с условием dk=(dk1+dk2+...dkN)/N.In the present embodiment, the width S of the
Величина зазора δ между боковыми стенками 69 выбрана в диапазоне расчетных значений δ (от 0,8 до 2,4 мм) и равна 2 мм.The gap value δ between the
Расстояние h от нижней кромки 74 выходного отверстия 70 подводящего канала 59 до выходной кромки 62 открытой торцевой части 61 щелевого канала 60 равно 27 мм (в пределах диапазона оптимальных значений h от 14 до 112 мм). При этом расстояние l от верхней кромки 75 выходного отверстия 70 до плоской поверхности закрытой торцевой части 66 щелевого канала 60 составляет 2,5 мм (см. фиг.14).The distance h from the
Работа распылителя жидкости, выполненного согласно приведенным выше примерам реализации изобретения (см. фиг.1-14), и соответственно процесс генерации распыленной струи жидкости осуществляется следующим образом.The operation of the liquid atomizer, made according to the above examples of implementation of the invention (see Fig.1-14), and accordingly, the process of generating a sprayed stream of liquid is as follows.
При работе распылителя жидкости, выполненного согласно первому примеру реализации изобретения, рабочая жидкость под давлением ~0,8 МПа поступает из магистрального трубопровода подвода жидкости в подводящий канал 2 распылителя. При этом величина давления жидкости в подводящем канале 2 может изменяться в диапазоне от 0,5 МПа до 2 МПа.During operation of the liquid atomizer, made according to the first embodiment of the invention, the working liquid under a pressure of ~ 0.8 MPa comes from the main pipeline for supplying liquid to the
Сформированный в канале 2 поток жидкости через выходное отверстие 9 подводящего канала 2 поступает в полость щелевого канала 3. В щелевом канале 3 в результате создания условий для пленочного течения жидкости образуется направленный поток жидкости, натекающей на боковые стенки 8 щелевого канала 3 при заданном скоростном режиме. Поток жидкости растекается вдоль поверхности боковых стенок 8 в угловом секторе, ограниченном поверхностью закрытой торцевой части 5 щелевого канала 3.Formed in the
Пленочное истечение жидкости из щелевого канала 3 осуществляется через его открытую торцевую часть 4 со скоростью ~40 м/с. Пленочный режим течения жидкости в щелевом канале 3 обеспечивается за счет сохранения скоростного режима потока жидкости при переходе из подводящего канала 2 через его выходное отверстие в полость щелевого канала 3. Требуемые условия для поддержания скоростного режима течения жидкости соблюдаются, как указывалось выше, при соблюдении определенного соотношения геометрических размеров подводящих каналов (dk) и щелевого канала (δ): 0,2dk≤δ≤0,6dk; δ>0,6 мм.The film outflow of fluid from the slotted channel 3 is carried out through its
Генерация газокапельного потока происходит в результате распада пленочного потока на срезе щелевого канала 3 при взаимодействии с окружающим воздушным пространством. Пленка жидкости начинает распадаться на мелкие капли на расстоянии нескольких миллиметров от кромки открытой торцевой части 4 щелевого канала 3.The generation of a gas-droplet flow occurs as a result of the disintegration of the film flow at a section of the slotted channel 3 when interacting with the surrounding air space. The liquid film begins to disintegrate into small drops at a distance of several millimeters from the edge of the
Процесс распада пленки происходит под влиянием двух основных факторов. Во-первых, разрушение пленки обусловлено возникновением в ней отдельных перфораций. Перфорации жидкостной пленки постепенно увеличиваются до образования сетки, состоящей из тонких нитей, распадающихся на множество мелких капель.The process of film decomposition occurs under the influence of two main factors. First, the destruction of the film is due to the occurrence of individual perforations in it. The perforations of the liquid film gradually increase to form a network consisting of thin filaments that break up into many small droplets.
Во-вторых, разрушение пленки обусловлено образованием на ней перпендикулярно направлению истечения потока неустойчивых волн, амплитуда которых возрастает при удалении от кромки открытой торцевой части 4 щелевого канала 3. Под действием волн пленка распадается на тонкие нити, которые дробятся на капли.Secondly, the destruction of the film is caused by the formation on it perpendicular to the direction of flow of unstable waves, the amplitude of which increases with distance from the edge of the
В результате описанных процессов у среза щелевого канала 3 формируется плоский пространственно однородный газокапельный поток со средним размером капель ~300 мкм. Вследствие соблюдения заданного соотношения размеров подводящих каналов и щелевого канала генерируемый газокапельный поток имеет минимальный угол расширения в направлении, перпендикулярном плоскости симметрии щелевого канала. Угол раскрытия потока в плоскости щелевого канала составляет 180°, при этом дальнобойность потока превышает 3 м.As a result of the described processes, a plane spatially uniform gas-droplet flow with an average droplet size of ~ 300 μm is formed at the slit channel section 3. Due to compliance with a predetermined aspect ratio of the supply channels and the slotted channel, the generated gas-droplet flow has a minimum expansion angle in a direction perpendicular to the plane of symmetry of the slotted channel. The opening angle of the stream in the plane of the slotted channel is 180 °, while the range of the stream exceeds 3 m.
Распылитель жидкости, выполненный согласно настоящему изобретению, может использоваться для генерации высокоскоростных газокапельных потоков при создании пеленообразных капельных завес. Такие завесы используются для защиты людей в замкнутых пространствах от дыма и теплового воздействия от очага пожара.The liquid atomizer made according to the present invention can be used to generate high-speed gas-droplet flows to create shroud droplets. Such curtains are used to protect people in confined spaces from smoke and heat from a fire.
В этих целях для защиты, например, пассажиров метрополитена от пожара распылители устанавливаются в нижней части тоннеля таким образом, чтобы открытая торцевая часть 4 выходного щелевого канала 3 была направлена вверх.To this end, to protect, for example, subway passengers from a fire, spray guns are installed in the lower part of the tunnel so that the
Пеленообразный газокапельный поток образуется при подаче рабочей жидкости под давлением 1,6 МПа в подводящий канал 2 корпуса 1. Сформированный в щелевом канале 3 поток жидкости в виде пленки истекает через открытую торцевую часть 4 щелевого канала 3.A veil-like gas-and-droplet stream is formed when the working fluid is supplied under a pressure of 1.6 MPa into the
Процесс распада жидкостной пленки и образования плоского пространственно однородного газокапельного потока в данном случае аналогичен описанному выше. Распыленный поток, поднимаясь на высоту ~6 м, практически достигает верхнего уровня тоннеля, и под действием силы тяжести капли жидкости направляются вниз навстречу восходящему газокапельному потоку.The process of decomposition of a liquid film and the formation of a flat spatially uniform gas-droplet flow in this case is similar to that described above. The sprayed stream, rising to a height of ~ 6 m, practically reaches the upper level of the tunnel, and under the action of gravity, liquid droplets are directed downward towards the ascending gas-droplet stream.
Капли жидкости, изменившие направление движения под действием силы тяжести, перемещаются вниз с относительно небольшой скоростью, образуя жидкостную пелену (туман). Медленно перемещающиеся капли жидкости притягивают мелкодисперсные продукты горения, движущиеся вместе с горячим потоком воздуха. В результате этого происходит поглощение газокапельным потоком продуктов горения и охлаждение потока газа, движущегося со стороны очага горения. Таким образом, генерируемый плоский газокапельный поток эффективно препятствует распространению дыма и тепловых потоков со стороны очага пожара, создавая условия для его локализации.Drops of fluid, which changed the direction of motion under the action of gravity, move down at a relatively low speed, forming a liquid veil (fog). Slowly moving droplets of liquid attract fine combustion products moving with a hot air stream. As a result of this, the gas-droplet stream of combustion products is absorbed and the gas stream moving from the side of the combustion zone is cooled. Thus, the generated flat gas-and-droplet flow effectively prevents the spread of smoke and heat fluxes from the side of the fire, creating conditions for its localization.
При использовании достаточно узкого щелевого канала распылителя, размеры которого удовлетворяют существенным условиям настоящего изобретения, снижается влияние материала, из которого выполнены стенки щелевого канала, и связанных с этим сил поверхностного натяжения на процесс генерации пространственно однородного плоского газокапельного потока.When using a sufficiently narrow slotted channel of the atomizer, the dimensions of which satisfy the essential conditions of the present invention, the influence of the material of the walls of the slotted channel and the associated surface tension forces on the process of generating a spatially uniform flat gas-droplet stream is reduced.
Проведенные эксперименты показали, что при использовании распылителя с корпусом, выполненным из стали, с величиной зазора, удовлетворяющей заданным условиям, происходит генерация газокапельного потока с малым углом раскрытия в направлении, перпендикулярном плоскости симметрии щелевого канала.The experiments showed that when using a sprayer with a body made of steel with a gap value satisfying the given conditions, a gas-drop flow is generated with a small opening angle in the direction perpendicular to the plane of symmetry of the slotted channel.
В случае использования распылителя, корпус которого выполнен из фторопласта, при несоблюдении условия выбора размеров подводящих каналов и щелевого канала образуются две струи, истекающие из щелевого канала в области его закрытой торцевой части под углом 170°-180° по отношению друг к другу. При этом течение жидкости в центральной области открытой торцевой части щелевого канала практически отсутствует.In the case of using a spray gun whose housing is made of fluoroplastic, if the conditions for choosing the sizes of the supply channels and the slot channel are not met, two jets form, flowing from the slot channel in the region of its closed end part at an angle of 170 ° -180 ° with respect to each other. Moreover, the fluid flow in the central region of the open end part of the slotted channel is practically absent.
При уменьшении величины зазора δ менее минимального предельного значения 0,2dk наблюдается отклонение течения газокапельного потока от начального прямолинейного направления параллельно оси симметрии щелевого канала и формирование струи, расширяющейся в направлении, перпендикулярном плоскости симметрии щелевого канала. В результате такого нарушения установленной закономерности происходит увеличение неравномерности расхода жидкости вдоль плоскости симметрии щелевого канала. Расход жидкости увеличивается по направлению от центральной части боковой стенки щелевого канала к ее краям. Максимальная величина расхода жидкости достигается в зонах сопряжения поверхностей закрытой торцевой части щелевого канала и его боковых стенок. На указанных участках наблюдается образование отдельных струй жидкости.With a decrease in the gap value δ below the minimum limit value of 0.2 d k , the gas-droplet flow deviates from the initial rectilinear direction parallel to the axis of symmetry of the slotted channel and a jet expands in a direction perpendicular to the plane of symmetry of the slotted channel. As a result of such a violation of the established pattern, there is an increase in the unevenness of the fluid flow along the plane of symmetry of the slotted channel. The fluid flow increases in the direction from the Central part of the side wall of the slotted channel to its edges. The maximum fluid flow rate is achieved in the mating zones of the surfaces of the closed end part of the slotted channel and its side walls. In these areas, the formation of individual jets of liquid is observed.
С другой стороны, увеличение величины зазора δ более максимального предельного значения 0,6dk приводит к существенному увеличению угла расширения потока в направлении, перпендикулярном плоскости симметрии щелевого канала.On the other hand, an increase in the gap δ over the maximum limit value of 0.6 d k leads to a substantial increase in the angle of expansion of the flow in the direction perpendicular to the plane of symmetry of the slotted channel.
При уменьшении расстояния h от кромки 10 выходного отверстия 9 подводящего канала 2 до кромки открытой торцевой части 4 щелевого канала менее 3,5dk площадь поверхностей боковых стенок 8 щелевого канала 3 оказывается недостаточной для устойчивого течения жидкости и, следовательно, формирования плоского газокапельного потока.With a decrease in the distance h from the
При увеличении величины h более 28dk не образуется пространственно однородный газокапельный поток с углом раскрытия потока более 180° вследствие возрастания потерь кинетической энергии жидкости на трение о поверхность боковых стенок щелевого канала.With an increase in h over 28d k , a spatially uniform gas-droplet flow with a flow opening angle of more than 180 ° is not formed due to an increase in the kinetic energy loss of the fluid due to friction on the surface of the side walls of the slotted channel.
Использование распылителей жидкости с различным углом α наклона оси симметрии 6 подводящего канала 2 к плоскости симметрии 7 щелевого канала 3 в диапазоне оптимальных значений от 5 до 90° позволяет получать плоские потоки мелкодисперсных капель с углами раскрытия в плоскости щелевого канала в диапазоне от 150° до 180°. Следует отметить, что большим значениям угла наклона α оси симметрии подводящего канала 2 к плоскости 7 симметрии щелевого канала соответствуют большие значения угла раскрытия генерируемого потока.The use of liquid sprayers with a different angle α of inclination of the axis of symmetry 6 of the
Работа распылителя жидкости, выполненного согласно второму примеру реализации изобретения (см. фиг.3-5), осуществляется аналогичным образом.The operation of the liquid atomizer according to the second embodiment of the invention (see FIGS. 3-5) is carried out in a similar manner.
Рабочая жидкость поступает из магистрального трубопровода под давлением 0,8 МПа в подводящие каналы 12 корпуса 11. Сформированные в подводящих каналах 12 потоки объединяются в один общий поток вблизи верхней кромки 23 выходных отверстий 21 подводящих каналов 12. Далее поток жидкости поступает в полость щелевого канала 13, натекая на его боковые стенки 19. В щелевом канале 13 происходит пленочное истечение жидкости. Поток жидкости в виде пленки истекает через открытую торцевую часть 14 щелевого канала 13 со скоростью ~40 м/с.The working fluid enters from the main pipeline at a pressure of 0.8 MPa into the
В процессе распада жидкостной пленки за пределами щелевого канала 13 осуществляется диспергирование потока жидкости и образуется мелкодисперсный газокапельный поток со средним размером капель ~250 мкм и углом раскрытия 170°. Дальнобойность сформированного потока составляет не менее 3 м.During the decay of the liquid film outside the
При выполнении закрытой торцевой части 20 щелевого канала 13 дугообразной формы обеспечивается формирование распыленного потока жидкости с фиксированным углом распыла, величина которого определяется радиусом кривизны поверхности.When performing the
Величина расстояния l от верхней кромки 23 выходного отверстия 20 подводящих каналов 12 до вершины вогнутой поверхности закрытой торцевой части 20 щелевого канала 13 выбирается, исходя из условия максимальной пространственной однородности генерируемого газокапельного потока. Данное условие определено экспериментально и может быть выражено в следующем виде: δ≤l≤3δ.The distance l from the
Высокая дисперсность генерируемого потока достигается за счет формообразования выходного отверстия 21 подводящих каналов 12. Отверстие 21 образовано пересечением поверхности подводящих каналов 12, поверхностей плоских боковых стенок 19 щелевого канала 13 и поверхности закрытой торцевой части 20 щелевого канала 13. Экспериментально было установлено, что увеличение формообразующих поверхностей, пересечением которых образовано выходное отверстие 21, позволяет уменьшить средний размер капель.High dispersion of the generated stream is achieved by shaping the outlet opening 21 of the
Формирование плоского потока жидкости в направлении, параллельном плоскости симметрии щелевого канала, обеспечивается при расположении плоскости симметрии 18 щелевого канала 13 под углом β, величина которого выбрана из диапазона оптимальных значений углов: от 88 до 92°. В случае, если указанное условие не соблюдено, происходит отклонение пленочного потока жидкости от прямолинейного направления течения из-за перераспределения возмущающих сил на выходе из щелевого канала. Подобный эффект наблюдается также при несоблюдении условия равенства длины подводящих каналов.The formation of a flat fluid flow in a direction parallel to the plane of symmetry of the slotted channel is ensured when the plane of
Генерация распыленного потока жидкости с помощью распылителя жидкости, выполненного согласно третьему примеру реализации изобретения (см. на фиг.6-8), осуществляется аналогично. Отличия в работе данного варианта конструкции распылителя заключаются в следующем.The generation of a sprayed fluid stream using a fluid atomizer made according to a third embodiment of the invention (see FIGS. 6-8) is carried out similarly. The differences in the operation of this variant of the atomizer design are as follows.
Входящий в состав распылителя перемещаемый отражатель 38 позволяет регулировать перед включением распылителя либо в процессе его работы угол раскрытия плоского газокапельного потока в плоскости симметрии щелевого канала 26.The
В случае необходимости получения потока распыленной жидкости с максимальным углом раскрытия отражатель 38 устанавливают в крайнее верхнее положение, в котором боковые кромки 29 открытой торцевой части 27 полностью открыты. Жидкость поступает из магистрального трубопровода под рабочим давлением во входные участки 32 подводящих каналов 25, а затем в выходные участки 33.If it is necessary to obtain a stream of sprayed liquid with a maximum opening angle, the
В полости выходных участков 32 каналов 25 осуществляется закручивание потоков жидкости с помощью противоположно направленных винтовых участков каналов 39 и 40. В результате этого на входе в щелевой канал 26 образуются закрученные потоки, вектора угловых скоростей которых имеют противоположное направление. Закрученные потоки жидкости через выходные отверстия подводящих каналов 25 поступают в полость щелевого канала 26. Сформированные закрученные потоки объединяются в один общий поток вблизи верхней кромки 44 выходных отверстий подводящих каналов 26.In the cavity of the
В процессе подачи рабочей жидкости через подводящие каналы 25 происходит запирание потоком полостей 36, торцевые части которых заглушены вставками 37. Вследствие этого жидкость не проникает в полости 36, заполненные воздухом. При изменении статического давления в потоке жидкости происходит циклическое изменение давления в замкнутых полостях 36. Периодическое сжатие и расширение воздуха в полостях 36, в свою очередь, вызывает пульсации давления в потоке жидкости.In the process of supplying the working fluid through the
В результате указанных выше процессов в щелевом канале 26 формируется пульсирующий поток жидкости, натекающей на боковые стенки 31. Далее поток жидкости в виде пленки истекает через открытую торцевую часть 27 щелевого канала со скоростью ~40 м/с. Процесс разрушения пленочного потока, диспергирования и образования мелкодисперсного газокапельного потока в рассматриваемом случае аналогичен процессам, характерным для описанных выше примеров реализации изобретения.As a result of the above processes, a pulsating flow of fluid flowing into the
Использование замкнутых полостей 36 позволяет повысить равномерность генерируемого газокапельного потока по размеру капель, уменьшить размер капель и повысить эффективность диспергирования потока жидкости. За счет этого за срезом щелевого канала 26 формируется газокапельный поток со средним размером капель ~200 мкм.The use of
Кроме того, при закручивании потоков жидкости в винтовых каналах 39 и 40 в противоположных направлениях сформированный в щелевом канале 26 поток жидкости приобретает дополнительную кинетическую энергию. Вследствие этого обеспечивается дополнительное увеличение дальнобойности и угла раскрытия газокапельного потока. Дальнобойность сформированного потока составляет 4 м, а угол раскрытия - 270°.In addition, by twisting the fluid flows in the
Увеличение угла раскрытия потока достигается также за счет выполнения закрытой торцевой части 30 щелевого канала 26 в форме двух симметричных плоскостей 41 и 42, пересекающихся в области выходных отверстий подводящих каналов 25.An increase in the opening angle of the flow is also achieved by making the
Работа распылителя жидкости, выполненного согласно четвертому варианту выполнения конструкции устройства (см. фиг.9-11), осуществляется аналогичным образом, также как и для описанных выше примеров реализации изобретения. Отличия в процессе работы распылителя заключаются в следующем.The operation of the liquid atomizer, made according to the fourth embodiment of the device structure (see Figs. 9-11), is carried out in a similar manner, as well as for the above-described embodiments of the invention. The differences in the operation of the atomizer are as follows.
При выполнении щелевого канала 47 в форме расширяющегося в направлении истечения потока жидкости клина с боковыми стенками 53, расположенными под углом φ=2° по отношению друг к другу (угол β выбирается в пределах диапазона значений: от 1° до 3°), обеспечивается генерация плоского пространственно однородного распыленного потока жидкости с заданной толщиной формируемого потока (размером в направлении, перпендикулярном плоскости симметрии 55 щелевого канала 48).When performing the
В процессе работы распылителя жидкости данного варианта конструкции за срезом щелевого канала 48 образуется пространственно однородный газокапельный поток с размером капель ~250 мкм и углом раскрытия в плоскости щелевого канала 170°. Дальнобойность генерируемого газокапельного потока составляет ~3 м.During the operation of the liquid atomizer of this design variant, a spatially uniform gas-droplet flow with a droplet size of ~ 250 μm and an opening angle in the plane of the slotted channel of 170 ° is formed behind a slit of the slotted
Работа распылителя жидкости, выполненного согласно пятому варианту конструкции устройства (см. фиг.12-14), осуществляется аналогичным образом, также как и для описанных выше примеров реализации изобретения. Отличия в работе данного варианта выполнения изобретения заключаются в следующем.The operation of the liquid atomizer, made according to the fifth embodiment of the device (see FIGS. 12-14), is carried out in a similar manner, as well as for the above-described embodiments of the invention. The differences in the operation of this embodiment of the invention are as follows.
С целью генерации газокапельного потока с заранее заданным углом раскрытия генерируемого потока (~ 180°) закрытая торцевая часть 66 щелевого канала 60 выполняется в форме плоской поверхности, параллельной выходной кромке 62 отрытой торцевой части 61 канала.In order to generate a gas-droplet stream with a predetermined opening angle of the generated stream (~ 180 °), the
При подаче рабочей жидкости в подводящие каналы 59 за срезом щелевого канала 60 формируется мелкодисперсный газокапельный поток жидкости со средним размером капель ~200 мкм и углом раскрытия потока 180°. Дальнобойность потока составляет ~3 м.When the working fluid is supplied to the
Таким образом, представленные выше данные о примерах реализации изобретения подтверждают возможность достижения нового технического результата, который заключается в генерации мелкодисперсного высокоскоростного широконаправленного газокапельного потока, обладающего требуемой степенью пространственной однородности при минимальном угле расширения потока в направлении, перпендикулярном плоскости симметрии щелевого канала.Thus, the above data on examples of implementation of the invention confirm the possibility of achieving a new technical result, which consists in the generation of a finely dispersed high-speed wide-directional gas-droplet flow having the required degree of spatial uniformity with a minimum angle of expansion of the flow in the direction perpendicular to the plane of symmetry of the slotted channel.
Распылители жидкости, выполненные в соответствии с настоящим изобретением, могут использоваться в различных отраслях техники, в первую очередь в пожарно-техническом оборудовании. Вместе с тем изобретение может найти применение в сантехническом и агротехническом оборудовании в качестве средства дезактивации и дезодорации и в других областях техники, где требуется генерация мелкодисперсных широконаправленных плоских газокапельных потоков.Liquid sprays made in accordance with the present invention can be used in various fields of technology, primarily in fire-fighting equipment. At the same time, the invention can find application in plumbing and agrotechnical equipment as a means of decontamination and deodorization and in other areas of technology where the generation of finely dispersed, highly directional flat gas-and-droplet flows is required.
В качестве одного из примеров использования изобретения можно отметить возможность применения распылителя жидкости для создания защитных пеленообразных завес, препятствующих распространению продуктов горения в замкнутом пространстве.As one example of the use of the invention, the possibility of using a liquid atomizer to create protective veil-like curtains that prevent the spread of combustion products in an enclosed space can be noted.
Claims (16)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004126284/12A RU2273527C1 (en) | 2004-09-02 | 2004-09-02 | Liquids sparger |
EP05763843A EP1824605A1 (en) | 2004-09-02 | 2005-07-06 | Liquid atomizer |
PCT/RU2005/000368 WO2006028403A1 (en) | 2004-09-02 | 2005-07-06 | Liquid atomizer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004126284/12A RU2273527C1 (en) | 2004-09-02 | 2004-09-02 | Liquids sparger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2273527C1 true RU2273527C1 (en) | 2006-04-10 |
Family
ID=35106831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004126284/12A RU2273527C1 (en) | 2004-09-02 | 2004-09-02 | Liquids sparger |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1824605A1 (en) |
RU (1) | RU2273527C1 (en) |
WO (1) | WO2006028403A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2700914C1 (en) * | 2019-04-18 | 2019-09-23 | Антон Валерьевич Селютин | Method for production of fire extinguishing agent and sprayer used for its implementation |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101865574B (en) | 2010-06-21 | 2013-01-30 | 三花控股集团有限公司 | Heat exchanger |
DE102021208336A1 (en) | 2021-08-02 | 2023-02-02 | Lechler Gmbh | fan jet nozzle |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2559592A (en) * | 1947-02-21 | 1951-07-10 | Leslie M Button | Vapor or fog nozzle |
GB718847A (en) * | 1952-09-25 | 1954-11-24 | Allman Patents Ltd | Improvements in spraying apparatus |
GB798645A (en) * | 1955-08-05 | 1958-07-23 | Dorman Sprayer Company Ltd | Improvements in or relating to spraying nozzles |
GB1007304A (en) * | 1963-09-16 | 1965-10-13 | Ici Australia Ltd | Nozzle |
DE2554723C3 (en) * | 1975-12-05 | 1978-11-23 | Hans Grohe Gmbh & Co Kg, 7622 Schiltach | Dousing shower |
DE2654228C3 (en) * | 1976-11-30 | 1979-05-23 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Washer system for cover panes of motor vehicle lights |
GB2121318B (en) * | 1982-06-01 | 1985-10-02 | Smiths Industries Plc | Improvements relating to spray nozzles |
FR2624149B1 (en) * | 1987-12-04 | 1991-04-26 | Planchon Alain | DIVERGENT FLAT GUIDE FOR SANITARY INSTALLATION |
JP4447726B2 (en) * | 2000-03-27 | 2010-04-07 | 株式会社共立合金製作所 | Fluid injection nozzle |
-
2004
- 2004-09-02 RU RU2004126284/12A patent/RU2273527C1/en not_active IP Right Cessation
-
2005
- 2005-07-06 WO PCT/RU2005/000368 patent/WO2006028403A1/en active Application Filing
- 2005-07-06 EP EP05763843A patent/EP1824605A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2700914C1 (en) * | 2019-04-18 | 2019-09-23 | Антон Валерьевич Селютин | Method for production of fire extinguishing agent and sprayer used for its implementation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1824605A1 (en) | 2007-08-29 |
WO2006028403A1 (en) | 2006-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100555747B1 (en) | Liquid Sprayers | |
RU2427402C1 (en) | Kochetov's sprayer | |
CA2209560C (en) | Improved flat fan spray nozzle | |
US7080793B2 (en) | Apparatus comprising an atomizer and method for atomization | |
US5692682A (en) | Flat fan spray nozzle | |
RU2428235C1 (en) | Kochetov's vortex sprayer | |
AU2008326234B2 (en) | An improved mist generating apparatus | |
KR20080011220A (en) | Atomization of fluids by mutual impingement of fluid streams | |
KR100520289B1 (en) | Sprinklers | |
WO2008024032A1 (en) | Liquid sprayer | |
JP2017534443A (en) | Atomizer nozzle | |
ES2165708T3 (en) | GROOVED NOZZLE FOR SPRAYING A CONTINUOUS COLADA PRODUCT WITH A COOLING LIQUID. | |
RU2646675C2 (en) | Finely divided liquid sprayer | |
RU2111033C1 (en) | Sprinkling finely-dividing sprayer | |
WO2021145905A1 (en) | Fluidic oscillator device with three-dimensional output | |
WO2006104418A2 (en) | Liquid atomizer | |
RU2273527C1 (en) | Liquids sparger | |
WO2005097345A1 (en) | Liquid atomizer | |
EP0855938B1 (en) | Agricultural and other spraying systems | |
RU2664060C1 (en) | Swirling generator of high-conversion polydisperse foam | |
EP3501664B1 (en) | Insert for hydraulic nozzles and hydraulic nozzle including said insert | |
RU2648188C1 (en) | Finely divided liquid sprayer | |
RU2646721C1 (en) | Fluid sprayer | |
RU2666660C1 (en) | Liquid sprayer | |
RU2258568C1 (en) | Liquid sprayer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200903 |