用于制备水燃料乳液的装置制造方法及图纸

本装置用于动力工程、造船和机器制造行业，还用在用于高质量水燃料乳液制备的输送中。本发明专利技术的目标在于降低能耗。该用于制备水燃料乳液的装置包括一个圆柱形的混合室3以及用于将对应的介质供应到混合室3中的一个燃料喷嘴4和一个水喷嘴5。确保使水沸腾的一种喷嘴被用作水喷嘴5。水喷嘴5包括在该介质的流动方向上对应地汇聚和发散的入口段6和出口段7，最小横截面Smin位于所述两段之间。水喷嘴5的发散段7前部的母线具有相对于喷嘴5的轴线的一条凹形的曲线，该曲线在喷嘴5的临界截面Scr中平滑地进入相对于喷嘴5的这条轴线的一条凸曲线。水喷嘴5被定位在室3的一条纵轴线2上，而燃料喷嘴4被定位成与水喷嘴5共线并被成形为一个环，该环包围着水喷嘴5的一个末端部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本装置涉及射流学，并且可用于动力工程、造船和机器制造行业，还用在用于高质量水燃料乳液制备的运送中。
技术介绍
在现有技术中已知一种通过使用跨音速装置来制备乳液的方法，这种跨音速装置包括一个用于供应工作介质的喷嘴、用于供应乳化成分的设备、以及一个混合室(专利SU1669519 Al，IPC5B01F5/04, A23C11/00，公开于1991年)。在这种装置中，蒸汽被用作工作介质，而限制了这种装置的应用的一个缺点是减小的工作介质与均质介质的比率，这是由于蒸汽具有一种高的吸热能力并且已经在其含量中占百分之十，这导致了混合物温度的实质性升高和混合物中蒸汽(气体)组分的体积含量的增加，而这导致了一个压力下降之前混合物中的声速(减少量的压缩能力)的剧增，这将引起压力下降的强度的急剧下降并且导致所制得的乳液质量劣化。在现有技术中还已知一种用于制备水燃料乳液的装置，该装置包括一个混合室，以及用于将对应的介质供应到该混合室的一个燃料喷嘴和一个水喷嘴(专利RU1761241Al，IPC5B01F5/04，公开于1992年)。为了通过确保提高混合的成分的比例范围的可能性来消除根据上述专利的这种装置的缺点，所提出的是不使用冷水及蒸汽来作为用于在这种装置中生成超音速流动的工作介质。这是在于，通过工作介质和均质介质中压力的增加实现了这种混合速度的增加，而这种工作介质和均质介质中压力的增加也导致了耗电量的增加(需要提高泵的功率)，并且，通过在压力下降到低于一个饱和压力水平之前的减小压力来使得溶于水和均质介质中的气体得以释放来实现混合物声速降低。在装置的给定的入口压力处的在这种下降之前的压力值取决于这种下降前的相体积比。气体成分的体积越大，下降前的压力越低，混合速率越高，马赫数越高(压缩能力越高)并且压力下降的强度就越大(它与马赫数的平方成比例)。其结果是，所制备的水燃料乳液质量得到改进。然而，在这种装置中使用冷水作为工作介质将相体积比限制在O. 4与O. 7之间，这严重制约了所使用的马赫数的范围(I. 67至I. 83)并且给出了一种窄范围的且低强度的压力下降(2. 78至3.33)。同时，当水温为150摄氏度时，马赫数可达到的数值为6，而压力下降的强度上升多于一个数量级。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供一种用于制备水燃料乳液的装置，该装置确保在减少耗电的同时提高乳液质量。该目标是通过用于水燃料乳液的装置实现的，该装置包括一个混合室，以及用于将对应的介质供应到该混合室的一个燃料喷嘴和一个水喷嘴，在本专利技术中，一个确保使水沸腾的喷嘴被用作该水喷嘴。本专利技术中，由于该水喷嘴确保使水沸腾，优选使用的是一种水喷嘴，该水喷嘴包括在该介质流动方向上会聚的一个入口段以及在该介质流动方向上发散的一个出口段，其中该水喷嘴的一个最小截面是位于所述两段之间。这样，水喷嘴的最优形式为该水喷嘴的会聚段前部的母线是相对于所述水喷嘴的一条纵轴线的一条凹曲线，该凹曲线在所述喷嘴的一个临界截面中平滑地进入相对于所述喷嘴的这条纵轴线的一条凸曲线。此外，该水喷嘴被定位在该混合室的一条纵轴线上，而该燃料喷嘴被定位成与该水喷嘴共线并将其形状确定成一个环，该环包围着该水喷嘴的一个末端部分。该燃料喷嘴的一个出口截面的形状被优选确定为多个开口，这些开口围绕该水喷嘴的一条纵轴线是对称定位的。本专利技术中确保了水的沸腾这种水喷嘴的使用，使得混合物的相体积比范围扩大成为可能，并且因此使得能够在提供了减小的耗电量的并且改进了乳液质量的较低的压力下供应工作介质(水)和均质(乳化)介质(燃料)。由于水喷嘴确保水沸腾，例如可以使用一种拉瓦尔喷嘴(Laval nozzle)或1986年专利SU 1268867 Al，IPC F22B 3/04中所述的一个雾化喷嘴。但是就增加介质的两相气液流动的压力能量转换成动能的效率而言的最优的是一种水喷嘴的形状，其中该水喷嘴的会聚段前部的母线是相对于所述水喷嘴的一条纵轴线的一条凹曲线，该凹曲线在所述喷嘴的一个临界截面中平滑地进入相对于所述喷嘴的这条纵轴线的一条凸曲线。通过参照附图来展示根据本专利技术的装置。附图说明图I为根据本专利技术的用于制备水燃料乳液的装置的简图；图2为根据本专利技术的用于制备水燃料乳液的装置在对热锅炉供应所制备的水燃料乳液时的使用简图。具体实施例方式如权利要求所述的这种用于制备水燃料乳液的装置包括一个圆柱形的混合室3以及用于将对应的介质供应到混合室3中的一个燃料喷嘴4 (用于供应燃料的喷嘴)和一个水喷嘴5 (用于供应沸腾的水的喷嘴)，所有这些都沿着一个共用的轴线安装在壳体I中。水喷嘴5包括在介质流动方向上会聚的一个入口段6以及在介质流动方向上发散的一个出口段7。水喷嘴5的最小(最窄)的横截面Smin位于所述两段之间。水喷嘴5的发散段7前部的母线是相对于轴线2的一条凹形的曲线，该曲线在所述喷嘴的一个临界截面Scr中平滑地进入相对于所述喷嘴的这条轴线2的一条凸曲线。换言之，该喷嘴会聚段前部的母线相对于喷嘴的长度的二阶导数为负值；该导数在喷嘴5临界截面Sra处等于零并且在临界截面后为正值。术语“喷嘴的临界截面”在射流学中是广泛使用的术语并且意为喷嘴的一个横截面，在这个截面中气体流动的局部速率达到声速。在进行实验工作的过程中，确定的是，与已知的拉瓦尔喷嘴相比，水喷嘴5的上述形状使得压力能转换为喷嘴的流动部分中中水沸腾时的流动的动能的效率。本专利技术中使用的水喷嘴5与拉瓦尔喷嘴的区别体现在以下特征中水喷嘴5不仅在其会聚段6内为亚音速，而且在发散段7内的某些部分也为亚音速；介质消耗特定最大值设定在喷嘴5的最小横截面Smin中，但该横截面并非临界横截面；流速等于局部声速的这个临界横截面Sra被转移到喷嘴5的下游中并且在喷嘴5的发散段7中； 在这个临界横截面Sra中，横截面面积关于喷嘴5的长度的一阶导数和二阶导数不等于零；因此，在临界截面Sra中喷嘴5的横截面面积关于其长度的相关函数并不具有如在 拉瓦尔喷嘴中的最小值而是具有所述函数的拐点。从图I中可以看到，燃料喷嘴4被制成覆盖着水喷嘴5的末端部分的一种环形。图I还示出喷嘴4和5的出口截面面积的和等于圆柱形的混合室3的入口截面面积总和。如果我们设定燃料喷嘴4的出口截面的面积为f并且混合室3的入口截面的面积为F，则水喷嘴5的出口截面的面积为F-f。混合室3的长度等于或大于其六个直径。混合室3入口处的相体积比β为权利要求1.一种用于制备水燃料乳液的装置，该装置包括一个混合室，以及用于将对应的介质供应到该混合室的一个燃料喷嘴和一个水喷嘴，其特征在于，一个确保使水沸腾的喷嘴被用作该水喷嘴。2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，该水喷嘴包括在该介质流动方向上会聚的一个入口段以及在该介质流动方向上发散的一个出口段，其中该水喷嘴的一个最小截面是位于所述两段之间。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，该水喷嘴的会聚段前部的母线是相对于所述水喷嘴的一条纵轴线的一条凹曲线，该凹曲线在所述喷嘴的一个临界截面中平滑地进入相对于所述喷嘴的这条纵轴线的一条凸曲线。4.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，该水喷嘴被定位在该混合室的一条纵轴线上，而该燃料喷嘴被定位成与该水喷嘴共线并将其形状确定成一个环，该环包围着该水喷嘴的一个末端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗拉迪米尔·弗拉基米罗维奇·菲森科，
申请(专利权)人：菲申尼克控股有限公司，
类型：
国别省市：