[發明專利]一種基于文丘里管的水力空化發生裝置及水力空化發生方法

在審

• 申請號: 201710576033.4
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107188268A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 魏世超;梅越民;張凱
• 申請（專利權）人: 核工業理化工程研究院
• 主分類號: C02F1/34
• 分類號: C02F1/34
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙)12214
• 代理人: 周慶路,田陽

1.一種基于文丘里管的水力空化發生裝置，其特征在于：包括：

一球形腔體(3)，內部具有一球形的空腔；

一空化增強模塊(4)，同軸心設置在球形腔體(3)內；

多個流體進口管(1)，均勻的設置在球形腔體(3)的底端，并與球形腔體(3)相連通，其軸線均穿過球形腔體(3)中心，并與水平方向的夾角均相同，流體進口管(1)內均設有孔板(2)；

一文丘里管結構，作為流體出口與球形腔體(3)相連通，設置在球形腔體(3)的正上方，其軸線穿過所述球形腔體(3)的中心。

2.根據權利要求1所述的一種基于文丘里管的水力空化發生裝置，其特征在于：所述文丘里管結構包括由下到上依次連接的喉頸段(5)、擴展段(6)和液體出口段(7)，所述喉頸段(5)、擴展段(6)和液體出口段(7)同軸心設置。

3.根據權利要求2所述的一種基于文丘里管的水力空化發生裝置，其特征在于：所述擴展段(6)呈喇叭形結構，擴展段(6)的底端直徑與喉頸段(5)的直徑相同，擴展段(6)的頂端直徑與液體出口段(7)的直徑相同。

4.根據權利要求1所述的一種基于文丘里管的水力空化發生裝置，其特征在于：所述空化增強模塊(4)與文丘里管結構同軸，所述空化增強模塊(4)為光滑曲面狀，截面積由下向上逐漸增加。

5.根據權利要求1所述的一種基于文丘里管的水力空化發生裝置，其特征在于：所述孔板(2)的開孔率為20％-75％。

6.根據權利要求1所述的一種基于文丘里管的水力空化發生裝置，其特征在于：所述空化增強模塊(4)形狀為橢球形或翼形。

7.根據權利要求1所述的一種基于文丘里管的水力空化發生裝置，其特征在于：所述孔板(2)無縫隙的粘接或焊接在流體進口管(1)的內壁上。

8.根據權利要求2所述的一種基于文丘里管的水力空化發生裝置，其特征在于：所述空化增強模塊(4)的直徑為喉頸段(5)直徑的0.5-1.2倍。

9.根據權利要求1所述的一種基于文丘里管的水力空化發生裝置，其特征在于：所述流體進口管(1)設有兩個或三個。

10.如權利要求1所述的基于文丘里管的水力空化發生裝置的水力空化發生方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：流體進入流體進口管(1)內，經過孔板(2)，由于孔板的節流作用，流速增大，流體靜壓降低，當壓力達到甚至低于流體在該溫度下的飽和蒸汽壓時，流體開始氣化產生氣泡，溶解于流體中的氣體也以氣泡形式析出，氣泡產生后逐漸膨脹、生長，形成氣液兩相流體；

S2：氣液兩相流體從孔板(2)噴射進入球形腔體(3)內，在球形腔體(3)下半部分，流體匯聚、混合、碰撞，在由球形腔體(3)下半部分，進入到上半部分時，與空化增強模塊(4)作用，在其表面發生邊界層脫離，形成劇烈的湍動性；

S3：流體進入球形腔體(3)上半部分后，得到暫時緩沖穩定，沿著球面流動逐漸收縮進入喉頸段(5)，因流道收縮流速隨之增大，靜壓降低，重新生成空化氣泡；

S4：兩相流體噴射進入擴展段(6)，隨著流道擴展，壓力逐漸恢復，空化泡隨之又一次發生潰滅，形成微射流和沖擊波，產生瞬間局部高溫和瞬間高壓。