Дизельные двигатели речных судов
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
>
При работе такого устройства жидкость поступает в вихревую камеру излучателя через входные тангенциальные отверстия и под воздействием центробежных сил образует в вихревой камере закрученный жидкостный вихревой поток. При этом в вихревой камере образуется зона разряжения. Под действием создавшегося перепада давления через пористый вкладыш всасывается газовоздушный компонент, который захватывается вращающейся с большой скоростью жидкостью, смешивается с ней и под действием возникающих в излучателе ультразвуковых колебаний интенсивно диспергируется. В выходном сопле происходит дополнительная закрутка газожидкостного потока и еще более интенсивное диспергирование жидкости.
Описанный гидродинамический излучатель позволяет проводить обработку жидкости в потоке. Он используется для интенсификации различных технологических процессов получения мелкодисперсных эмульсий, а также для пенообразования и газонасыщения жидкости.
Однако при использовании такого устройства для обработки высоковязких жидкостей, таких, как тяжелые низкосортные типы топлива, не достигается достаточно высокой степени гомогенизации и диспергирования жидкости. Это обусловлено тем, что возникающие в излучателе ультразвуковые колебания не обладают достаточно высокой амплитудой для успешной обработки таких жидкостей. Процессы диспергирования и гомогенизации высоковязких жидкостей наиболее успешно осуществляются под воздействием ультразвуковых колебаний, сопровождающихся кавитацией.
Известно устройство для обработки жидкого топлива кавитацией в системе топливоподачи [FR, A, 2612567] содержащее цилиндрический корпус с патрубками для подачи и отвода жидкого топлива в ультразвуковой струйный излучатель. Ультразвуковой струйный излучатель выполнен в виде двух коаксиально размещенных по отношению друг к другу спиралей Архимеда, лопасти которых ориентированы в противоположных направлениях. Одна из спиралей жестко прикреплена к основанию корпуса, а другая установлена с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, причем лопасти одной спирали размещены между лопастями другой спирали так, что обращенные друг к другу поверхности лопастей спиралей образуют каналы для прохождения обрабатываемой жидкости.
При работе такого устройства внутрь корпуса через патрубок для подачи жидкости поступает подлежащее обработке топливо, проходит через каналы, образованные лопастями струйного излучателя, и через отверстие в основании корпуса поступает в выходной патрубок. Поток жидкости, проходящий через струйный излучатель, испытывает торможение на его лопастях. При этом возникают колебания давления, происходящие с ультразвуковой частотой. В локальных областях потока минимальное давление оказывается меньше давления насыщенных паров обрабатываемой жидкости и возникает явление кавитации, что обеспечивает высокое качество обработки топлива.
Это устройство позволяет проводить эффективную обработку жидкого топлива, в том числе низкосортных высоковязких его типов, при давлении на выходе из устройства, совпадающем с давлением топливоподачи системы, от 1 до 5 кгс/см2. При более высоких значениях давления топливоподачи, что имеет место, например, при подаче его в котельных установках, создание условий для возникновения кавитации, а, значит, и для качественной обработки топлива, затруднено.
Авторами было установлено, что давление, при котором возникает кавитация в потоке жидкости в таком устройстве, зависит от перепада между давлением в потоке жидкости до струйного излучателя и давлением в потоке жидкости после струйного излучателя. При увеличении давления на выходе из устройства величина этого перепада резко возрастает. Так, при давлении топливоподачи 1.5 кгс/см2 для возникновения кавитации необходимо, чтобы этот перепад составлял 3. 6 кгс/см2, а при давлении топливоподачи 10.20 кгс/см2уже около 100 кгс/см2. Очевидно, что для создания такого перепада давления, а, значит, и для качественной обработки топлива при относительно высоком давлении топливоподачи потребуются такие большие энергетические затраты, которые сведут на нет весь экономический эффект, полученный от обработки топлива.
В основу настоящего изобретения положена задача создания устройства для обработки жидкого топлива кавитацией в системе топливоподачи, которое между ультразвуковым струйным излучателем и патрубком для отвода жидкого топлива было бы выполнено таким образом, чтобы обеспечить кавитацию в потоке жидкости при увеличении давления на выводе из устройства с сохранением относительно небольшого перепада между давлением в потоке жидкости до ультразвукового струйного излучателя и давлением в потоке жидкости после указанного излучателя и тем самым уменьшить энергетические затраты при обработке жидкого топлива, а также повысить качество обработки топлива и тем самым уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу при его сжигании.
Поставленная задача решается тем, что устройство для обработки жидкого топлива кавитацией в системе топливоподачи, содержащее корпус с патрубками для подачи и отвода жидкого топлива, и ультразвуковой струйный излучатель для создания пульсаций давления в потоке жидкого топлива, в соответствии с изобретением снабжено камерой с переменным диаметром сечения, расположенной за струйным излучателем по ходу потока жидкого топлива, содержащей сужающуюся и расширяющуюся части, при этом минимальный диаметр камеры определяется соотношением
где