ON THE EFFECTIVENESS OF THE PROCESS OF SPRAYING LIQUID TO PRODUCE LARGE DROPLETS
Authors: Леонтьев В.К. 
Published: December 2023

Распыливание жидкостей применяются во многих отраслях промышленности. Реализуемые на практике в настоящее время способы распыливания жидкостей основаны на использовании различных способов подвода энергии. Выбор способа распыливания определяется назначением процесса, конструкцией аппарата и взаимодействием образующихся капель с другими средами в аппарате, а также затратам энергии на проведение процесса. Основными способами распыливания являются гидравлический и механический. При гидравлическом распыливании основным фактором энергетического воздействия, приводящим к распаду жидкости на капли, является давление нагнетания. При механическом - жидкость получает энергию от быстровращающегося диска. Особое место занимает процесс распыливания для получения крупных капель. Такой процесс проводят в пищевой промышленности при гранулировании продуктов, в химической промышленности при производстве минеральных удобрений, в распылительных сушилках, при искусственном дождевании воды в градирнях. Для сравнения эффективности процесса распыливания жидкости механическим и гидравлическим способами выбрана величина удельной мощности, т.е. затраченной мощности отнесенной к массовому расходу жидкости. Величина удельной мощности для процессов распыливания гидравлическим и механическим способами определена на основе теоретических и экспериментальных исследований, взятых из литературных источников. Проведено сравнение эффективности распыливания для получения крупных капель жидкости механическим и гидравлическим способами. Показано, что по предложенному показателю гидравлическое распыливание значительно эффективнее, т.е. величина затрачиваемой мощности, отнесенная к массовому расходу жидкости, более чем на три порядка меньше, чем при механическом распыливании.

Spraying of liquids is used in many industries. Currently implemented in practice methods of spraying liquids are based on the use of various methods of energy supply. The choice of the spraying method is determined by the purpose of the process, the design of the apparatus and the interaction of the formed droplets with other media in the apparatus, as well as the energy costs of the process. The main spraying methods are hydraulic and mechanical. In hydraulic spraying, the main factor of the energy effect leading to the decomposition of the liquid into droplets is the discharge pressure. With mechanical - the fluid receives energy from a rapidly rotating disk. A special place is occupied by the spraying process to obtain large droplets. Such a process is carried out in the food industry during granulation of products, in the chemical industry during the production of mineral fertilizers, in spray dryers, with artificial sprinkling of water in cooling towers. To compare the efficiency of the liquid spraying process by mechanical and hydraulic methods, the value of the specific power, i.e. the spent power attributed to the mass flow rate of the liquid, was selected. The value of specific power for spraying processes by hydraulic and mechanical methods is determined on the basis of theoretical and experimental studies taken from literary sources. The efficiency of atomization for obtaining large drops of liquid by mechanical and hydraulic methods is compared. It is shown that according to the proposed indicator, hydraulic spraying is much more efficient, i.e. the amount of power consumed, attributed to the mass flow rate of the liquid, is more than three orders of magnitude less than with mechanical spraying.