ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения технологической разработки

Аппарат содержит корпус 1 с патрубком 2 выхода среды, крышку 3 с коаксиально расположенным патрубком 4 входа, скрепленную с корпусом 1, ротор 5 с каналами 6 в боковых стенках, статор 7 с каналами в боковых стенках в виде сужений 10 и кольцевых расширений 8, камеру озвучивания 9, образованную корпусом 1, крышкой 3 и статором 7.

Роторный аппарат работает следующим образом. Обрабатываемая среда нагнетается в полость ротора 5 через входной патрубок 4, проходит каналы ротора, каналы статора 7, камеру озвучивания 9 и выводится из аппарата через выходной патрубок 2. При вращении ротора его каналы периодически совпадают с каналами статора, в результате чего в потоке обрабатываемой среды генерируются импульсы давления и разрежения. Исполнение канала статора в виде сужений и расширений обеспечивает изменение скорости течения среды: в сужении она больше, а в расширении - меньше. При этом возникают турбулентные пульсации с произвольно направленными векторами скоростей. Это вызывает увеличение относительной скорости обтекания частиц гетерогенной среды. Увеличение относительной скорости обтекания уменьшает диффузионной слой и увеличивает касательные напряжения на частице, что приводит к интенсификации процессов эмульгирования, диспергирования и массообмена. Кроме того, при срыве потока при резком расширении канала развивается гидродинамическая кавитация, интенсифицирующая гидромеханические и массообменныс процессы.

Форма расширения канала статора в виде кольцевой проточки и смещение сужений относительно друг друга обеспечивает резкое изменение направления потока среды, исключает образование застойных зон и способствует интенсивному смещению потоков в каналах статора.

Соблюдение условий равенства длин участков расширений и сужений приводит к возникновению, при определенных условиях, квазистоячих волн в системе сужение-расширение. Условие, необходимое для возникновения квазистоячих волн, может быть выражено в виде следующего уравнения:

гдеlс - длина участка сужения, м;

lр - длина участка расширения, м;

с - скорость звука в обрабатываемой среде,

м/с;

f - основная частота генерируемой волны, Гц.

,

где - угловая скорость ротора

zp - число каналов в роторе;

k » 1, 3, 5,...

В поле квазистоячих волн движущиеся частицы гетерогенной среды ускоряются в сторону пучностей и замедляются в сторону узлов. Эти эффекты увеличивают абсолютную величину скорости обтекания частиц относительно движущейся среды и интенсифицируют гидромеханические и массообменные процессы.