ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Формы струй и пленок, создаваемых распиливающими устройствами из "Распыливание жидкостей" Устройства для распыливания жидкостей (форсунки и распылители) широко применяются в современной технике. Особенно большое значение форсунки имеют в устройствах для сжигания топлив (в поршневых двигателях и турбинах внутреннего сгорания, в реактивных двигателях в топках). Форсунки также широко применяются в аппаратах химической промышленности, в сельском хозяйстве, строительной промышленности и других отраслях народного хозяйства. [c.5] Несмотря на большое разнообразие конструктивных форм, форсунки можно классифицировать по принципу их действия. Форсунки предназначены для распыливания струи жидкости на большое число капель и распределение этих капель в пространстве. Распыливание струи жидкости является сложным физическим процессом, зависящим от многих внешних и внутренних причин. Основной внешней причиной является воздействие на поверхность струи аэродинамических сил, величина которых зависит от относительной скорости струи и плотности окружающего газа. Аэродинамические силы стремятся деформировать и разорвать струю, а силы поверхностного натяжения препятствуют этому. [c.5] Внутренними причинами распада являются различного рода начальные возмущения, вызываемые, например, нарушением цилиндрической формы струи при выходе из сопла, вибрациями сопла и т. п. [c.5] Внешние причины в большинстве случаев являются определяющими для процесса распыливания, поэтому целесообразно при разработке классификации форсунок исходить из способа создания перемещения струи относительно газообразной среды. [c.5] Первый способ состоит в том, что жидкость вытекает в неподвижную газовую среду, а во втором — вытекает с малой скоростью в движущийся поток газа. Таким образом в первом случае используется для распыливания жидкости ее кинетическая энергия, а во втором — кинетическая энергия газа. [c.5] Второй способ распыливания жидкости называют газовым или пневматическим. Можно представить себе также комбинацию обоих способов распыливания. [c.5] На рис. 1 дана классификация способов распыливания жидкости и схемы соответствующих форсунок и распыливающих устройств. Простейшей форсункой для механического распыливания жидкости является струйная форсунка, представляющая собой цилиндрическое сопло, из которого вытекает струя жидкости, распадающаяся на капли и образующая факел распыленной жидкости с малым углом при вершине. В том случае, когда сопло выполнено в виде узкой щели, при выходе из форсунки образуется плоская жидкая пленка, распадающаяся на капли. [c.6] Одним ИЗ вариантов струйной форсунки является форсунка с соударяющимися струями, в результате столкновения двух струй под некоторым углом из точки столкновения жидкость растекается радиально, образуя пленку, распадающуюся на капли. [c.6] Рассмотрим далее способ газового распыливания (рис. 1). В газовых форсунках первого типа струя или пленка жидкости подводится в соосный газовый поток. На поверхности раздела газа и жидкости возникают неустойчивые волны и струя (пленка) распадается на капли так же, как это было описано ранее. В газовой форсунке второго типа струя или пленка жидкости подводится под некоторым углом к направлению газового потока. Струя деформируется потоком и распадается на капли. [c.11] Рассмотрим фотоснимки распадающейся пленки жидкости, вытекающей из тонкой кольцевой щели перпендикулярно воздушному потоку (см. рис. 1) [4]. При отсутствии воздушного потока (рис. 9, а) образующаяся пленка не деформируется и распадается по периферии, образуя крупные капли. При малой скорости воздуха (рис. 9, б) пленка при соударении с воздушным потоком распадается не сразу, а сначала деформируется и образует зонт , на краю которого возникает толстый неустойчивый валик, распадающийся на капли. При увеличении скорости воздуха жидкая пленка разрушается под действием возмущений и от ее края отрываются более мелкие капли (рис. 9, в). При большой скорости воздуха периферийные волны начинают преобладать, и с поверхности пленки отрываются гребешки малой длины, образующие капли малого размера (распыливание) (рис. 9, г). [c.11] Если поток воздуха, обтекающего пленку, закручивать относительно оси пленки, то это приведет к расширению факела распыленной жидкости, улучшению распределения капель в пространстве и уменьшению их размеров. При обтекании струи жидкости газовым потоком, нормальным к оси струи, обнаруживается ряд особенностей, отличающих этот распад от распада струи в спутном потоке [1]. У основания струи возникает более или менее протяженный участок (несколько калибров), где струя возмущена незначительно (рис. 10). Далее расположен участок, где имеются большие возмущения. Под действием потока воздуха до момента распада струя как бы расплющивается, превращаясь в своеобразную пленку, которая далее распадается на капли. [c.11] В форсунке с вращающимся распылителем такая жидкость пленки создается вращением диска или барабана, во внутреннюю полость которого подается жидкость. Эта пленка при сте-кании с кромок диска или барабана становится неустойчивой и распадается на капли. [c.11] В ультразвуковых распылителях жидкость дробится под действием быстрых вертикальных перемещений пластинки, происходящих с ультразвуковой частотой. На поверхности слоя жидкости, подаваемой на колеблющуюся пластинку ультразвукового излучателя, возникают стоячие волны и с гребней этих волн срываются капли, образующие факел. [c.13] В других схемах ультразвуковых форсунок струя или пленка жидкости, вытекающей из отверстия или щели, подвергается воздействию ультразвуковых колебаний воздуха, создаваемых генератором. [c.13] При электрическом распыливании жидкостей (рис. 1) струя находится в электрическом поле. [c.13] Под действием этого поля на поверхности струи возникает некоторое распределение давлений, которое деформирует струю и вызывает потерю устойчивости, распад и образование капель. [c.13] Рассмотрим теперь области применения различных типов распыливающих устройств. [c.13] Струйная и щелевая форсунки применяются в поршневых двигателях внутреннего сгорания. Необходимость подачи жидкого топлива под высоким давлением и малый корневой угол факела затрудняют использование этих форсунок в газотурбинных и реактивных двигателях. Однако форсунки со сталкивающимися струями иногда применяются в жидкостных реактивных двигателях эти форсунки такл е используются в противопожарных устройствах. [c.13] Форсунки с вращающимися распылителями (диски, барабаны) используются главным образом в химической промышленности для распыливания вязких жидкостей и суспензий. [c.14] Газовые форсунки находят применение как в двигателях внутреннего сгорания (в карбюраторах и в реактивных двигателях), так и в различных технологических процессах. Однако для получения удовлетворительного качества распыливания топлива в двигателях приходится подавать довольно большое количество воздуха. [c.14] Вернуться к основной статье