一种射流空化发生器的制作方法

本发明涉及一种射流空化发生器，属于射流空化技术领域。

背景技术：

空化现象最初来源于19世纪螺旋桨叶片的空蚀，严重危害航运安全。但是随着近年来研究的不断进行，空化理论逐步完善，对空化的认知逐渐从危害转变为了对空泡溃灭产生的微射流与冲击波进行积极的利用。

目前空化方法中主要以超声空化与射流空化为主，而射流空化由于其能耗小、可连续生产等优点，广泛应用于空化清洗、有效灭菌、生成乳浊液、二维层状材料剥离等各个领域。

常用的射流空化发生器难以拆装，结构不易清洗，且对流体的性质要求较高，难以适应不同尺寸、不同工况条件下的空化要求。因此，本发明提供一种对流体适应性强、适用于多元多相流体、可以承受高压、适应尺寸范围宽的射流空化发生器。

技术实现要素：

本发明提出了一种射流空化发生器。通过特有的空化元件将流体重新分布后，通过狭窄流道产生空化。该结构可以有效地使流体均匀分布且产生稳定且高效的空化场。

本发明采用的装置结构：

一种射流空化发生器，包括外壳1和设置于外壳1中的空化元件2。所述的空化元件2包括依次排布的入口流体重新分布区、流体充分发展区和射流空化区。

所述的入口流体重新分布区为圆盘状，圆盘上轴向开设排孔，能够通过圆盘上的排孔使得流体均匀重新分布。

所述的流体充分发展区包括圆柱段和端口逐渐增大的圆台段，流体充分发展区能够使流体通过排孔后充分发展。

所述的射流空化区为实心圆盘，圆盘端面大小与流体充分发展区的圆台段最大端口大小相等，来自流体充分发展区的流体因为流道面积的缩小，最终通过射流空化区使流体产生空化。

进一步的，所述入口流体重新分布区上的排孔孔径d2为

进一步的，所述流体充分发展区的圆柱段与圆台段的高度比a:b为1:1.5-1:2。

进一步的，所述射流空化区的圆盘厚度c为5-10mm。

进一步的，所述射流空化区的圆盘与外壳1内壁的间隙为0.5-2mm。

进一步的，所述流体为水、高压co2等流体，所述射流空化发生器中可以同时空化多种类型、多种相态的流体。

进一步的，所述的外壳1为筒状结构，各筒状结构之间通过螺纹连接，并通过四氟垫片进行密封，用于高压工况。

进一步的，流体流经射流空化发生器的速度为0.1-10m/s。

本发明的有益效果：

(1)结构简单，应用尺寸范围广，可用于高压工况，便于拆装及清洗，不会有残留液体及物料。

(2)使用流体种类多，并可用于多元多相流体。

(3)空化元件2通过在来流面设置排孔使流体均匀重分布进入到其后的流道。之后的圆柱段及锥端使流体充分发展后缩小流道，从而使流体充分空化。

附图说明

图1为一种射流空化器的结构图。

图2为空化元件的结构图，其中，(a)为主视图，(b)为仰视图。

图中：1外壳；2空化元件。

具体实施方式

下面结合附图与实施方式，对本发明做进一步介绍。

实施例1

流体经流体入口以1m/s的流速流入空化发生器内，经过空化元件2时，首先进入流体重新分布区，圆盘厚度为5mm，圆盘上轴向开设d2为的排孔，通过圆盘上的排孔使得流体均匀重新分布。重新分布均匀后进入流体充分发展区，包括圆柱段和端口逐渐增大的圆台段，其中圆柱段长度a为10mm，圆台段长度b为20mm，流体充分发展区能够使流体通过排孔后充分发展。最后流体进入射流空化区，为实心圆盘，圆盘端面大小与流体充分发展区的圆台段最大端口大小相等，圆盘与外壳间隙t为1mm，厚度c为5mm。来自流体充分发展区的流体因为流道面积的缩小，最终通过射流空化区产生稳定且高效的空化场。

技术特征：

1.一种射流空化发生器，其特征在于，包括外壳(1)和设置于外壳(1)中的空化元件(2)；所述的空化元件(2)包括依次排布的入口流体重新分布区、流体充分发展区和射流空化区；

所述的入口流体重新分布区为圆盘状，圆盘上轴向开设排孔，能够通过圆盘上的排孔使得流体均匀重新分布；

所述的流体充分发展区包括圆柱段和端口逐渐增大的圆台段，流体充分发展区能够使流体通过排孔后充分发展；

所述的射流空化区为实心圆盘，圆盘端面大小与流体充分发展区的圆台段最大端口大小相等，来自流体充分发展区的流体因为流道面积的缩小，最终通过射流空化区使流体产生空化。

2.根据权利要求1所述的一种射流空化发生器，其特征在于，流体流经射流空化发生器的速度为0.1-10m/s。

3.根据权利要求1所述的一种射流空化发生器，其特征在于，所述入口流体重新分布区上的排孔孔径d2为

4.根据权利要求1所述的一种射流空化发生器，其特征在于，所述流体充分发展区的圆柱段与圆台段的高度比a:b为1:1.5-1:2。

5.根据权利要求1所述的一种射流空化发生器，其特征在于，所述射流空化区的圆盘厚度c为5-10mm。

6.根据权利要求1所述的一种射流空化发生器，其特征在于，所述射流空化区的圆盘与外壳(1)内壁的间隙为0.5-2mm。

7.根据权利要求1所述的一种射流空化发生器，其特征在于，所述的外壳(1)为筒状结构，各筒状结构之间通过螺纹连接，并通过四氟垫片进行密封，用于高压工况。

8.根据权利要求1所述的一种射流空化发生器，其特征在于，所述射流空化发生器中可以同时空化多种类型、多种相态的流体。

技术总结
一种射流空化发生器，属于射流空化技术领域。本发明由外壳和空化元件组成，优势在于适用于多元多相流体、可承受高压、适应尺寸范围宽并可产生稳定高效的空化场。所述射流空化器包括外壳与空化元件，在空化元件来流方向上开有小孔使流体均匀重新分布，之后的圆柱段及逐渐增大的圆台段使流体充分发展，随后进入空化段，流道面积缩小，使流体产生空化。本发明可应用于空化清洗、有效灭菌、生成乳浊液、二维层状材料剥离等各个领域。

技术研发人员：银建中;向皓明
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：2020.09.04
技术公布日：2020.12.29