ФОРСУНКА С КОЛЬЦЕВЫМ СОПЛОМ

Полезная модель относится к технике распыления жидкости и может быть использована в технологическом оборудовании для проведения тепло-массообменных процессов, в теплоэнергетических и других видах оборудования, а также в системах пожаротушения.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели (прототипом) является устройство для диспергирования жидкости, содержащее входной патрубок, корпус с каналом для жидкости и кольцевое выходное сопло, отличающееся тем, что выходное сопло форсунки состоит из зоны уменьшения проходного сечения канала, рабочей зоны сопла, выполненной в виде зазора между двумя коническими соостными поверхностями и зоны увеличения площади проходного сечения, а внутренний канал корпуса форсунки обеспечивает равномерность как радиального, так и осевого потока. (Патент РФ на полезную модель №68653 F23D 11/04 Заяв. 2.05.2007, опубл. 27.11.2007)
Основным недостатком конструкции является низкая эффективность распыления жидкости.
Задачей полезной модели является повышение эффективности распыления жидкости.
Указанная задача решается за счет того, что форсунка с кольцевым соплом, содержащая входной патрубок, корпус с внутренним каналом, обеспечивающим равномерность подвода потока жидкости к соплу, и кольцевое выходное сопло, состоящее из зоны уменьшения проходного сечения канала, рабочей зоны сопла, выполненной в виде зазора между двумя коническими соосными поверхностями и зоны увеличения площади проходного сечения, отличающееся тем, что на поверхности рабочей зоны сопла нанесены канавки глубиной 0,01÷0,5 величины зазора между коническими поверхностями.
Также в корпусе может содержаться закручивающее устройство, придающее вращательное движение потоку относительно оси форсунки.
На фиг.1 представлен разрез форсунки;
На фиг.2 разрез по А-А на фиг.1.
На фиг.3 разрез по Б-Б на фиг.1.
На фиг.4 вырез В на фиг.1.
Форсунка с кольцевым соплом, содержащая входной патрубок 2, корпус 1 с внутренним каналом 3, обеспечивающим равномерность подвода потока жидкости к соплу, и кольцевое выходное сопло, состоящее из зоны уменьшения проходного сечения канала 4, рабочей зоны сопла 5, выполненной в виде зазора между двумя коническими соосными поверхностями и зоны увеличения площади проходного сечения 6, согласно полезной модели, на поверхности рабочей зоны сопла нанесены канавки глубиной 0,01÷0,5 величины зазора между коническими поверхностями.
Также в корпусе может содержаться закручивающее устройство 7, придающее вращательное движение потоку относительно оси форсунки.
Форсунка с кольцевым соплом работает следующим образом.
Жидкость через патрубок 2 поступает в канал 3, корпуса 1, по которому равномерным потоком попадает в сопло. Равномерность подвода жидкости к соплу устройства обеспечивается постоянством площади проходного сечения внутреннего канала и обуславливает равномерность распределения жидкости по поперечному сечению факела распыла. При установке в корпус закручивающего устройства 7 поток жидкости приобретает вращательное движение относительно оси форсунки, что благодаря возникновению центробежных сил увеличивает угол раскрытия факела распыла.
В первой зоне сопла 4 за счет уменьшения площади проходного сечения канала увеличивается скорость потока. Далее распыляемая жидкость поступает рабочую зону сопла 5, на поверхности которой нанесены канавки, которые дополнительно турбулизируют поток. Срывающиеся с гребней канавок вихри вызывают образование кавитационных каверн, заполняющих всю область вихря. Образованные в рабочей зоне каверны на выходе из сопла 6, где давление обычно близко к атмосферному, захлопываются, развивая в жидкости импульсы давлений и разрушая целостность струи, и повышая тем самым эффективность распыления жидкости.
В случае распыления жидкости с присутствием абразивных частиц рекомендуется использовать трапециевидную или прямоугольную форму канавок.
Величина капель зависит от геометрических параметров сопла, начальной скорости жидкости и давления в подводящем патрубке.
Основными достоинствами форсунки с кольцевым соплом являются:
- увеличенный угол раскрытия факела распыла за счет использования сопла кольцевой формы;
- равномерность распределения жидкости по поперечному сечению факела распыла;
- повышенную эффективность дробления струи на начальном этапе за счет повышенной турбуллизации потока;
- простота конструкции.
Таким образом, применение данной конструкции форсунки с кольцевым соплом является перспективным.