[发明专利]一种喷射式超空化发生系统及超空化发生方法

说明书

本申请公开了一种喷射式超空化发生系统及超空化发生方法，涉及射流技术领域，超空化发生系统包含通过管道连接形成循环回路的空化发生器、储液水箱和离心泵，空化发生器竖直放置，其顶部进口管道设置第一流量阀，其底部出口管道设置第二流量阀；进口管道延伸至空化发生器内，且进口管道的出口方向沿空化发生器的长度方向设置；当空化发生器盛满待处理液体，并调节第一流量阀和第二流量阀满足超空化工况时，流动的待处理液体在空化发生器的进口管道出口形成环状蒸汽泡。本申请的超空化发生系统及超空化发生方法，在超空化工况下运行，形成完整的环状蒸汽泡，加大压力脉动幅度，空化效率高。

技术领域

本申请涉及射流技术领域，具体涉及一种喷射式超空化发生系统及超空化发生方法。

背景技术

目前，空化现象指的是由于液体中形成的空穴崩溃而产生的高温、高压、放电、发光和激震波等作用。常温液体由于局部压力降低而气化的现象，空化产生的蒸汽泡溃灭时产生的瞬时高温高压、微射流等现象会侵蚀发生空化的表面，对流体机械的运行安全和运行效率造成重大威胁。随空化理论的深入研究，空化流动中独特的物理化学现象使其能被有效应用于工业清洗、生物制剂提取和污水污泥处理等各个领域。

相关技术中，常规的空化发生方法主要为超声空化和水力空化。具体地，超声空化是指当超声波能量足够高时，存在于液体中的微小气泡在超声场的作用下振动、生长并不断聚集声场能量，当能量达到某个阈值时，空化气泡急剧崩溃闭合的现象。其中一种水力空化方法主要是采用两个方向相反的射流，在空化装置内发生碰撞，形成百万级的微小气泡组成的高能空泡群。

但是，常规的超声空化对设备的要求极高，需要投入巨资进行设备的组装准备工作。常规的水力空化产生的空泡群，在某些场景中，反应仍然不够剧烈，空化效率低。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种喷射式超空化发生系统及超空化发生方法，在超空化工况下运行，形成环状蒸汽泡，加大压力脉动幅度，空化效率高。

为达到以上目的，采取的技术方案是：一种喷射式超空化发生系统，所述超空化发生系统包含通过管道连接形成循环回路的空化发生器、储液水箱和离心泵，所述储液水箱用于存储待处理液体；所述离心泵用于提供循环动力；所述空化发生器竖直放置，其顶部设置高压进液管；所述空化发生器的进口管道设置第一流量阀，且进口管道下游端连接高压进液管；所述空化发生器的底部出口管道设置第二流量阀；所述高压进液管延伸至空化发生器内，且高压进液管的出口方向沿空化发生器的长度方向设置；

当空化发生器盛满待处理液体，并调节第一流量阀和第二流量阀使得空化发生器满足超空化工况时，流动的待处理液体在空化发生器的高压进液管出口形成环状蒸汽泡。

在上述技术方案的基础上，所述空化发生器还包含反应室和排液管，所述出口管道上游端连接排液管；所述高压进液管的下游端设置锥形喷嘴，所述锥形喷嘴的喷射方向竖直向下，且与反应室的轴线重合。

在上述技术方案的基础上，所述超空化发生系统还包含第一压力表和第二压力表，所述第一压力表设置于第一流量阀和高压进液管的进口之间；所述第二压力表设置于第二流量阀与排液管的出口之间。

在上述技术方案的基础上，所述反应室包含从上往下依次设置的第一发生室、第二发生室、喉管、扩散室和排液室，所述第一发生室和排液室均为圆管状，所述第二发生室的横截面从上到下逐步减小；所述扩散室的横截面从上往下逐步增大，所述喉管两端分别连接第二发生室的下端和扩散室的上端；所述锥形喷嘴位于喉管的正上方，所述排液管的一端连通于排液室。

在上述技术方案的基础上，所述空化发生器还包含可拆卸安装于第一发生室的顶盖，所述顶盖设置排气阀，在将空化发生器盛满待处理液体的过程中，所述排气阀开启；在超空化处理的过程中，所述排气阀关闭；所述超空化发生系统还包含盖板，当待处理液体为强挥发性、有毒害或酸碱溶液时，所述盖板安装于储液水箱的顶口。