Theoretical Foundations of Chemical EngineeringTheoretical Foundations of Chemical EngineeringТеоретические основы химической технологии0040-35713034-6053The Russian Academy of Sciences68651910.31857/S0040357125010116txemhoArticlesСтатьиResearch ArticleHydrodynamics and heat transfer on disk atomizerГидродинамика и теплообмен на дисковом распылителеBalchugovA. V.БальчуговА. В.
Russian Federation
nir@angtu.ruSablinaI. L.СаблинаИ. Л.
Russian Federation
nir@angtu.ruAntonovD. V.АнтоновД. В.
Russian Federation
nir@angtu.ruKramarenkoА. А.КрамаренкоА. А.
Russian Federation
nir@angtu.ruAngarsk State Technical UniversityФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Ангарский государственный технический университет”15012025591941010107202501072025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://genescells.com/0040-3571/article/view/686519

Experimental studies of new disk atomizers designed for water cooling by atmospheric air are carried out. Criterion equations for calculation of hydrodynamic and heat transfer characteristics of atomizers were obtained: radius, height and volume of atomizing torch, volumetric heat transfer coefficient. Efficiency of atomization on a disk with beads (disk No. 3) is greater than the volume of atomizing torch on a flat disk (disk № 1) in the whole investigated range of criteria Re and Kn. The conditions under which the atomizing disk with nozzles (disk No. 2) provides the most effective atomization of liquid and high intensity of heat transfer have been established. At Kn = 50 the critical value of Reynolds criterion will be Re = 277. The diagram for graphical determination of the area of values of criteria Re and Kn, in which the heat transfer intensity on disk No. 2 is higher than on disk No. 1, is proposed.

Выполнены экспериментальные исследования новых дисковых распылителей, предназначенных для охлаждения воды атмосферным воздухом. Получены критериальные уравнения для расчета гидродинамических и теплообменных характеристик распылителей: радиуса, высоты и объема факела распыла, объемного коэффициента теплопередачи. Эффективность распыла на диске с бортиками (диск № 3) больше объема факела распыла на плоском диске (диск № 1) во всем исследованном диапазоне критериев Re и Kn. Установлены условия, при которых распылительный диск с соплами (диск № 2) обеспечивает наиболее эффективное распыление жидкости и высокую интенсивность теплопередачи. При Кn = 50 критическое значение критерия Рейнольдса составит Re = 277. Предложена диаграмма для графического определения области значений критериев Re и Kn, в которой интенсивность теплопередачи на диске № 2 выше, чем на диске № 1.

disk atomizersimilarity theorycriterion equationmethod of dimension analysisheat transferhydrodynamicsдисковый распылительтеория подобиякритериальное уравнениеметод анализа размерностейтеплопередачагидродинамикаХмелев В.Н., Генне Д.В., Шалунов А.В., Шалунова А.В., Хмелев С.С. Новый способ мелкодисперсного распыления вязких жидкостей // Сб. тр. Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях. АлтГТУ им. И.И. Ползунова. 2010. С. 210.Ermak Y.N. Hydrodynamics of a centrifugal sprayer // Journal of Engineering Physics. 1986. № 51. P. 804.Генне Д.В., Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Шалунова А.В. Создание оборудования для мелкодисперсного распыления вязких жидкостей // Cб. тр. Инновационные технологии: производство, экономика, образование. 2009. С. 306.Sidorenko I., Dogoda P., Mashkov A. Hydrodynamics of formation of a microdispersed spray by the cup rotary atomizer // Web of Conferences. 176. 04009. 2020.Двоенко О.В., Щербаков Н.А., Захаров А.И. Применение механизмов диспергирования жидкости для нужд пожаротушения // Техносферная безопасность. 2023. № 4. С. 24.Пашков О.В., Мурадымов М.З., Краснов Н.В., Краснов М.Н. Характеристики факела электрораспыления с динамическим делением потока жидкости при атмосферном давлении // Научное приборостроение. 2015. Т. 25. № 3. С. 3.Волков Р.С., Кузнецов Г.В., Стрижак П.А. Анализ влияния начальной температуры распыленной воды на интегральные характеристики ее испарения при движении через зону “горячих” газов // Инженерно-физический журнал. 2014. Т. 87. № 2. С. 436.Андрюшкин А.Ю. Устойчивость процесса распыления при диспергировании жидких отходов // Безопасность жизнедеятельности. 2013. № 6. С. 19.Гвоздяков Д.В., Зенков А.В., Лавриненко С.В., Матвеева А.А. Квазигорячее распыление водоугольных суспензий с добавками пирогенетической жидкости // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2022. Т. 24. № 3. С. 28.Муштаев В.И., Ульянов В.М. Сушка дисперсных материалов. М.: Химия, 1988.Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. Л.: Химия, 1975.Калунянц К.А. Оборудование микробиологических производств. – М.: Агропромиздат, 1987.Антипов С.Т., Груданов В.Я., Кретов И.Т., Остриков А.Н., Панфилов В.А., Ураков О.А., Шаршунов В.А. Машины и аппараты пищевых производств. Минск. БГАТУ. 2008.Коган В.Б. Теоретические основы типовых процессов химической технологии. Л.: Химия, 1977.Лыков М.В., Леончик Б.И. Распылительные сушилки. М.: Машиностроение, 1966.Бакластов А.М., Горбенко В.А., Удыма П.Г. Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломассообменных установок. М.: Энергоиздат, 1981.Генералов М.Б., Александров В.П., Алексеев В.В. Машины и аппараты химических и нефтехимических производств. М.: Машиностроение, 2004.Алабужев П.М., Геронимус В.Б., Минкевич Л.М., Шеховцов Б.А. Теории подобия и размерностей. Моделирование. М.: Высшая школа, 1968.Коноплев А.А., Рытов Б.Л., Берлин А.А., Романов С.В. О некоторых критериальных моделях конвективного теплообмена // Теорет. основы хим. технологии. 2023. Т. 57. № 1. С. 81.Коноплев А.А., Рытов Б.Л., Берлин А.А., Романов С.В. Об оценках интенсификации конвективного теплообмена // Теорет. основы хим. технологии. 2023. Т. 57. № 3. С. 317.