Скорость звука в различных средах. Волновое уравнение, его решения для плоской волны, волновое число, удельное акустическое сопротивление. Испарение капель в неподвижном газе, не содержащем пара, страница 18

Средне объёмный диаметр образующихся капель при струйном распыливании                                                                                                                              .

 Распыливание с соударением струй   происходит при соударении струй жидкости, вытекающих под давлением из отверстий. В каждой струе образуются капли, которые сталкиваются между собой и разрушаются. Способ характерен более тонким распылом и плоским круговым факелом распыла. При столкновении капель возможны различные режимы:

при  капли после столкновения отскакивают друг от друга,

при  происходит слияние (укрупнение) капель,

при  капли пробивают друг друга с образованием небольшого числа мелких капель - спутников,

при  происходит взрывное разрушение исходных капель на большое число мелких.

Ударно-струйное распыливание происходит при соударении струи жидкости, вытекающей под давлением из отверстия о твёрдую преграду, при этом образуется полый конус распыла. Скорость натекания струи на преграду должна быть достаточно большой, определяемой из условия   . В этом случае критерий Вебера определяется по диаметру и скорости натекающей струи.

Средний объёмно-поверхностный диаметр образующихся капель:

,

где:  - критерий Галилея,  - критерий Фруда.

36. Механическое центробежное распыливание жидкостей

*  . Распыливание происходит при сбросе жидкости с вращающегося распыливающего элемента: диска, лопастного колеса, сопел, пористого тела. Способ более сложен и более энергоёмок (15 кВт.час/т), но позволяет распыливать вязкие и загрязнённые жидкости, суспензии.

Центробежный способ распыливания заключается в том, что жидкость перед выходом из отверстия интенсивно закручивается при помощи завихрителя или тангенциального ввода.   Средний объёмно-поверхностный диаметр капель, образующихся в центробежных форсунках можно оценить по формуле А.Г. Блоха и Е.С. Кичкиной:      , где:

- диаметр сопла, А – геометрическая характеристика форсунки.  

Подробнее устройства для центробежного распыливания жидкостей (центробежные форсунки) будут рассмотрены в разделе «Вихревые течения».

Механическое распыливание осуществляется вращающимся телом. Жидкость сбрасывается с вращающегося тела центробежными силами. Например, при механическом распыливании жидкости дисковым распылителем по вращающемуся диску растекается плёнка жидкости и центробежными силами сбрасывается с диска в виде струек, которые распадаются на капли. Из условия равенства центробежных сил и сил поверхностного натяжения , действующих на каплю на краю вращающегося диска, диаметр образующихся капель можно оценить как:

,

где:  - плотность жидкости, R - радиус вращающегося диска,  - угловая частота вращения диска, с - константа, по экспериментальным данным различных источников . При растекании жидкости по вращающемуся диску на краю диска образуется валик жидкости, который срывается с диска в виде струек и взаимодействуют с газом, образуя капли. Возможны различные режимы образования капель:

n при  и  происходит простое деление струйки на капли размером порядка диаметра струйки с небольшим количеством мелких капель - спутников (монодисперсный режим),

n при  и  на ряду с распадом струек с валика срываются и мелкие капли,

n при  и  происходит взрывной распад валика в основном на мелкие капли.

Долю жидкости в каплях - спутниках (мелких каплях) можно оценить как

,

здесь G - массовый расход жидкости.

Как видно из этого выражения, при малых расходах жидкости образуются более монодисперсные капли.

Средний объёмно-поверхностный диаметр капель при диспергировании центробежными дисковыми распылителями можно определить по формуле Фридмана-Маршалла, уточнённой в НИИхиммаш:                                                                          ,  здесь:  - массовый расход жидкости [кг/час],  - диаметр диска [м],  - периметр смоченной поверхности распылителя (диска или дюз) [м],  - поверхностное натяжение [кГс/м], n – частота вращения диска [об/мин].