Способ и устройство для повышения взаимодействия частиц в потоке текучей среды - RU2006132332A

Реферат

1. Способ производства вихревых генераторов для генерирования турбулентных вихрей в потоке текучей среды для повышения взаимодействия, по меньшей мере, между двумя типами частиц в турбулентных вихрях, включающий следующие стадии:

(i) идентификация соответствующих характеристик двух типов частиц,

(ii) осуществление анализа на основе числа Стокса для определения оптимальной характеристики размера вихря, чтобы один тип частиц имел значительно более высокую скорость проскальзывания, чем другой тип частиц,

(iii) разработка конструкции для генерирования вихрей в потоке текучей среды, имеющих оптимальный размер, определенный на стадии (ii), выше.

2. Способ по п.1, в котором соответствующие характеристики двух типов частиц включают размер и плотность частиц.

3. Способ по п.1, в котором определение оптимальных характерных размеров вихрей включает способ итераций.

4. Способ по п.1, в котором число Стокса для одного типа частицы является, по меньшей мере, на порядок большим по величине, чем для другого типа частиц.

5. Способ по п.4, в котором, по меньшей мере, одна частица имеет число Стокса в диапазоне 10^-2-10².

6. Способ по п.1, в котором оптимальный размер вихрей является таким, для которого различие в числа Стокса для двух типов частиц доводят до максимума.

7. Способ по п.1, в котором используют конструкции, имеющие множество пластин.

8. Способ повышения взаимодействия, по меньшей мере, между двумя типами частиц в потоке текучей среды, включающий стадию генерирования турбулентных вихрей в потоке текучей среды для создания взаимодействия между двумя типами частиц в турбулентных вихрях, отличающийся тем, что вихри имеют такой размер и/или интенсивность, что два типа частиц удерживают в вихре до значительно различных степеней.

9. Способ по п.8, в котором вихри имеют такой размер и/или интенсивность, что один тип частиц по существу полностью удерживают, в то время как другой тип частицы по существу не удерживают, чтобы получить максимальное относительное проскальзывание и вероятность взаимодействия между двумя типами частиц в вихрях.

10. Способ по п.8, в котором число Стокса для одного типа частиц является, по меньшей мере, на порядок большим по величине, чем для другого типа частиц.

11. Способ по п.10, в котором число Стокса, по меньшей мере, для одной частицы находится в диапазоне 10^-2-10².

12. Устройство для повышения взаимодействия, по меньшей мере, между двумя типами частиц в потоке текучей среды, содержащее средства для генерирования турбулентных вихрей в потоке текучей среды для создания взаимодействия между двумя типами частиц в турбулентных вихрях, отличающееся тем, что вихри имеют такой размер и/или интенсивность, что два типа частиц удерживаются в вихрях до значительно различных степеней.

13. Устройство по п.12, в котором вихри имеют такой размер и/или интенсивность, что один тип частиц по существу полностью удерживается, в то время как другой тип частицы по существу не удерживается, чтобы получить максимальное относительное проскальзывание и вероятность взаимодействия между двумя типами частиц в вихрях.

14. Устройство по п.12, в котором число Стокса для одного типа частицы является, по меньшей мере, на порядок большим по величине, чем для другого типа частиц.

15. Устройство по п.14, в котором число Стокса, по меньшей мере, для одной частицы находится в диапазоне 10^-2-10².

16. Устройство для генерирования вихрей в потоке текучей среды, имеющее конструкцию для осуществления способа по п.1.

17. Способ по п.1, в котором один тип частиц является твердым, жидким или газообразным и другой тип частиц является твердым, жидким или газообразным.

18. Способ по п.8, в котором один тип частиц является твердым, жидким или газообразным и другой тип частиц является твердым, жидким или газообразным.

19 Способ по п.8, в котором поток текучей среды находится в канале и стадия генерирования турбулентных вихрей включает размещение множества элементов пластин, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга, поперек канала, для генерирования множества вихрей.

20. Способ по п.19, в котором расстояние между элементами пластины соответствует ширине элементов пластины.

21. Способ по п.19, дополнительно включающий стадию размещения дополнительных рядов элементов пластин, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга, поперек канала, с формированием рядов элементов пластин, расположенных продольно, вдоль канала.

22. Способ по п.21, в котором продольное расстояние между дополнительными рядами превышает, порядка в 1-3 раза, ширину элементов пластины.

23. Способ по п.19, в котором устанавливают достаточное количество дополнительных рядов элементов пластины, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга продольно вдоль канала, так что время потока текучей среды для прохождения через ряд составляет, по меньшей мере, 0,1 с.

24. Устройство по п.12, в котором один тип частиц является твердым, жидким или газообразным и другой тип частиц является твердым, жидким или газообразным.

25. Устройство по п.12, в котором поток текучей среды находится в канале и средства для генерирования турбулентных вихрей содержат множество элементов пластин, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга поперек канала, для генерирования множества вихрей.

26. Устройство по п.25, в котором расстояние между элементами пластины соответствует ширине элемента пластины.

27. Устройство по п.25, дополнительно содержащее дополнительные ряды элементов пластин, расположенных поперек канала на одинаковом расстоянии друг от друга, для формирования ряда элементов пластин, расположенных продольно вдоль канала.

28. Устройство по п.27, в котором продольное расстояние между дополнительными рядами превышает, порядка в 1-3 раза, ширину элементов пластин.

29. Устройство по п.25, в котором каждый элемент пластины имеет поперечное сечение Z-образной формы.

30. Устройство по п.29, в котором каждый элемент пластины имеет части расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга зубцов вдоль его продольных краев.

31. Устройство для создания взаимодействия между большими частицами и мелкодисперсными частицами в потоке текучей среды, содержащее ряд конструкций, генерирующих микровихри, для генерирования множества микровихрей поперек потока текучей среды, причем ряд содержит множество продольных, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга рядов конструкций, генерирующих микровихри, каждый ряд имеет множество расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга поперечных конструкций, генерирующих микровихри, и мелкодисперсные частицы по существу удерживаются в микровихрях, в то время как большие частицы по существу не удерживаются, чтобы получить максимальное относительное проскальзывание и вероятность взаимодействия между двумя типами частиц.

32. Устройство по п.31, в котором каждая конструкция, генерирующая микровихри, представляет собой элемент пластины с поперечным сечением Z-образной формы, с вырезанными продольными краями.