Ученые создали промышленный распылитель нового поколения
В Пензенском государственном университете (ПГУ) разработали и запатентовали аппарат для распыления жидкостей и порошкообразных материалов, который может значительно повысить эффективность различных производственных процессов. Технология позволяет формировать предельно мелкую дисперсию распыляемой среды за счет увеличения скорости вылета струи. По мнению ученых, разработка найдет применение в металлообработке, системах охлаждения, пылеподавлении в шахтах и в пожаротушении.
Почему это важно?
Процесс распыления широко применяется в различных сферах от бытовых нужд до сложных промышленных технологий. Одним из ключевых параметров является дисперсность частиц, то есть степень их измельченности. Чем мельче капли, тем выше эффективность процесса.
Как это работает?
Ученые создали устройство, которое позволяет увеличить скорость вылета среды на 2040% в зависимости от давления подаваемого воздуха, при этом сохраняя высокую степень дисперсности.
Принцип работы основан на использовании вихревых потоков. В конструкции предусмотрена вихревая камера, которая закручивает поток воздуха. Специальная геометрия соплового канала обеспечивает максимальную скорость вылета струи он расположен по касательной под углом 20 относительно оси вращения вихревой камеры.
Внутренняя поверхность дна вихревой камеры выполнена из гидрофильного материала и расположена под углом 30 к нижней поверхности камеры. Так удается снизить затраты энергии струи на эжектирование среды и дополнительно увеличить скорость вылета.
Результаты
Разработчики отмечают, что аппарат способен работать не только с водой, но и с различными растворами, суспензиями и агрессивными средами, а также с порошкообразными материалами. Для оценки степени дисперсности исследователи использовали оптические методы: распыленную жидкость наносили на предметные стекла, смазанные маслом, и оценивали количество и размер образовавшихся капель под микроскопом. Испытания подтвердили, что скорость вылета среды действительно увеличилась на 2040%, а дисперсность соответствует заданному уровню.
Что дальше?
По оценкам авторов, новую разработку можно будет эффективно использовать в металлообработке для испарительного охлаждения зоны резания, в системах кондиционирования и других испарительных устройствах для повышения их энергоэффективности, а также для пылеподавления в горных выработках и шахтах.