Генератор кавитации является гидродинамическим устройством, обеспечивающим возникновение режима ультразвуковой кавитации за счет перепада давлений на входе и выходе устройства.
Устройство содержит: цилиндрический корпус 1 с патрубками 2, 3 подачи и удаления жидкого топлива. В патрубке 2 размещена винтовая вставка 6 для перемешивания топлива. В корпусе 1 размещен ультразвуковой струйный излучатель 7. Излучатель 7 выполнен в виде двух спиралей 7a, 7b Архимеда, лопасти которых имеют противоположные направления и расположены друг между другом. Устройство дополнительно снабжено камерой 14 переменного сечения, расположенной за струйным излучателем 7 по ходу потока жидкого топлива. Камера имеет сужающуюся и расширяющуюся части 14a, 14b. Минимальный диаметр do камеры 14 определяется соотношением:
do - минимальный диметр камеры, м;
К= 5. 10 - расчетный коэффициент, учитывающий физические свойства жидкого топлива;
Q - заранее заданный расход жидкого топлива, проходящий через систему топливоподачи, м3/с;
P2 - заранее заданная величина давления в потоке жидкого топлива на выходе из указанной камеры, Па;
Pc - давление в потоке жидкого топлива, при котором при заданном перепаде между давлением в этом потоке перед струйным излучателем 7 и давлением в этом потоке в сужающейся части 14a камеры 14 после струйного излучателя 7 возникает кавитация в потоке топлива в расширяющейся части 14b камеры 14
Изобретение относится к системам топливоподачи энергетических установок, а именно к устройствам для обработки жидкого топлива, а более точно, к устройствам для обработки жидкого топлива кавитацией в системе топливоподачи. Устройство может быть использовано при подготовке жидкого топлива для энергетических установок. Наиболее успешно изобретение может быть использовано при подготовке тяжелых низкосортных видов топлива.
При использовании в энергетических установках тяжелых низкосортных видов топлива сгорание такого топлива из-за наличия в нем разнообразных примесей происходит не полностью. Это обусловливает относительно невысокую эффективность использования такого топлива, а также увеличивает количество вредных выбросов в атмосферу. Поэтому такое топливо нередко подвергают предварительной обработке для диспергирования и гомогенизации содержащихся в нем примесей.
Известен ультразвуковой гидродинамический излучатель [SU, A, 1532083] предназначенный для получения мелкодисперсных эмульсий. Излучатель содержит цилиндрический корпус, в стенках которого выполнены входные тангенциальные отверстия для образования вихревой камеры. Излучатель снабжен выходным соплом, расположенным коаксиально вихревой камере. Выходное сопло выполнено витым в направлении, совпадающем с направлением оси тангенциального отверстия в корпусе вихревой камеры. В крышке камеры, соосно выходному соплу, выполнено отверстие для установки пористого вкладыша.
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.