Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ - Генералов М.Б.
ISBN 5-94628-130-5
Скачать (прямая ссылка):
Энергия в процессе эмульгирования расходуется не только для образования новых поверхностей, но и для преодоления внутреннего трения жидкости и приведения ее в движение. Эта энергия зависит от ряда факторов: физико-химических свойств жидкостей; температуры и давления; используемого эмульгатора; концентрации эмульсий; ти-
216
I
коллоидной мельницы -ПОП Wr1KBT
40
20
0
0,045
0,45
4,5
45 Q1Mi/ч
Рис. 6.22. Расход мощности на эмульгирование в различных аппаратах: 1 — коллоидная мельница; 2 — гомогенизатор; 3 — лопастной смеситель
па и производительности устройства диспергирования. На рис. 6.22 [3] ориентировочно показаны области потребляемой мощности в смесителях с механическими мешалками, статических гомогенизаторах и коллоидных мельницах. Как видно из представленных на рис. 6.22 данных, в устройствах с механическими мешалками (J) затрачивается значительно меньше мощности, чем в коллоидных мельницах (1) или гомогенизаторах (2) при той же производительности Q. Поэтому на практике для проведения процессов эмульгирования чаще используют устройства с механическими мешалками. Однако следует отметить, что в смесителях этого типа получают эмульсии с более крупными частицами, чем в аппаратах-гомогенизаторах. Гомогенизаторы потребляют меньше мощности по сравнению с коллоидными мельницами, но они дороже в эксплуатации из-за высоких давлений в потоках жидкости, приводящих к преждевременному изнашиванию элементов конструкций.
Все три рассмотренных типа установок диспергирования дополняются один другим.
В струйных насосах (рис. 6.23) рабочая жидкость (поток ее Gp) с большой скоростью вытекает из сопла 1 и поступает в камеру смешения 2. Из-за увеличения скорости в сечении /-/давление в нем (в соответствии с уравнением Бернулли) падает, так что возникает разность давлений (напор) между, например, расходной емкостью 4 и сечением 1-І. Под действием этого напора жидкость их расходной емкости поступает (поток ее Gn) в камеру смешения. После смешивания жидкостей смесь поступает в диффузор 3. В диффузоре (или камере смешения) скорость потока уменьшается из-за возрастания поперечного сечения, и кинетическая энергия движения переходит в потенциальную энергию давления.
¦217 G1
P
I
I I
Струйные насосы подразделяются на инжекторы (для создания давлений выше атмосферного) и эжекторы (для создания вакуума в аппаратах).
Рис. 6.23. Схема работы струйного насоса
4
Производительность струйных насосов оценивают коэффициентом ижек-ции \|/и = GJGp. Коэффициент инжекции при заданном давлении на выходе из струйного насоса и известных параметрах рабочей и перекачиваемой жидкостей, а также размерах насоса может быть рассчитан из баланса энергий и коли-
чества движения потоков. Методика такого расчета подробно изложена в специальной литературе, например [17]. При увеличении развиваемого струйным насосом гидравлического напора H (или Ар) коэффициент инжекции \|/и уменьшается.
Форсунки для диспергирования жидких сред разделяют по принципу действия на устройства гидравлического и газового распыления (гидравлические и пневматические) и акустические форсунки [18].
В гидравлических форсунках процесс распыления определяется взаимодействием вытекающей струи и окружающей средой. По этому принципу гидравлические форсунки разделяют на следующие группы: струйные, центробежные, центробежно-струйные, ударно-струйные, с соударением струй и комбинированные.
Струйные форсунки представляют собой насадок с цилиндрическим соплом (или несколькими соплами), из которого вытекает струя жидкости 1, распадающаяся на капли и образующая факел 2 распыла капель (рис. 6.24). К струйным относятся также веерные форсунки, у которых на торцевой стороне насадка выполнены прорези и каналы. В ряде случаев выходное сопло выполнено в виде щели. В этом случае жидкость истекает из сопла форсунки, образуя плоскую струю в виде веера; затем струя распадается на капли.
В центробежных форсунках создается закрутка (показано стрелками) подаваемой через нее жидкости (рис. 6.25). В сопловом канале, вдоль его стенки, жидкость двигается в виде вращающейся пленки, а центр заполняет так называемый воздушный вихрь. При истечении из сопла жидкостная пленка распадается, образуя факел 1 в виде полого конуса.
218 Рис. 6.24. Схемы струйных форсунок:
а — с одним цилиндрическим соплом; б — многосопловая; в — веерная
.3
а — тангенциальная; б — шнековая; в — эвольвентная
По способу получения закрутки потока жидкости центробежные форсунки делятся на тангенциальные, с завихрителем-шнеком и спиральные (эводьвентные).
219 S І
а
б
Tffimf
'/IllltlV
//Л\\ ////IUU
///IIUW-
////IIlW ///М\\\\
Рис. 6.26. Схемы центробежно-струйных форсунок: а — тангенциальная; 6-е винтовой вставкой
Центробежно-струйные форсунки (рис. 6.26) отличаются от центробежных наличием двух потоков подводимой жидкости. Часть жидкости подводится тангенциально в камеру закручивания или проходит по винтовым периферийным каналам вставки, образуя вращающийся поток. Другая часть проходит через центральное отверстие вставки, образуя сплошную струю; при этом ее диаметр должен быть несколько больше внутреннего диаметра кольцевого потока, вращающегося в сопловом канале. За счет взаимодействия вращающаяся жидкость будет закручивать центральную струю, создавая единый поток, который на выходе из сопла образует факел 7 в виде сплошного конуса.
