W artykule usystematyzowano stosowane warianty atomizerów naddźwiękowych oraz zamieszczono przykłady rozwiązań technicznych i ich zastosowanie.

Rys. 1. Atomizer o zderzających się strumieniach: a) rozpędzanie kropel
w spójnym strumieniu naddźwiękowym, b) i c) efekt zderzenia bliźniaczych strumieni
w płaszczyźnie atomizera i płaszczyźnie jego symetrii

Atomizer jest to rozpylacz cieczy o wysokim stopniu rozpylenia. Wyposażony jest w dysze Lavala lub zbieżne o przekroju poprzecznym kołowym lub pierścieniowym.
Przymiotnik „naddźwiękowy” oznacza, że do rozpylania i transportu rozpylonej cieczy użyto strumieni naddźwiękowych wypływających z dyszy Lavala lub z dyszy zbieżnej przy ciśnieniu wylotowym przynajmniej półtora raza większym od ciśnienia zewnętrznego, wówczas powstaje zogniskowana fala rozrzedzeniowa, w której strumień rozpędza się do liczby Macha nie mniejszej niż 1,5.
Atomizery naddźwiękowe stosowane są w wielu dziedzinach [1-6], np. przy laserowym pomiarze prędkości gazu atomizer wytwarza krople o średnicy kilkuset nanometrów, przy dowilżaniu klimatyzowanego powietrza o średnicy kilku/kilkunastu mikrometrów, przy gaszeniu pożaru mgłą oraz kondycjonowaniu (nawilżaniu i chłodzeniu), a także odsiarczaniu spalin – o średnicy 20÷30 μm.
Główne cechy atomizera to: stopień rozpylenia, wydajność, kąt rozpylenia, zasięg strumienia rozpylonej cieczy. Wykonuje się je w dwóch – różniących się zasadą działania – typach:
- zderzających się strumieni,
- strumieni współosiowych,
które w zależności od dominującej cechy atomizera mają cały szereg wariantów, np. atomizer o strumieniach współosiowych o dużej wydajności i dużym kącie rozpylenia wykonuje się w wariancie o zderzających się stożkowych strumieniach.

Rys. 2. Rysunek konstrukcyjny atomizera o maksymalnym: a) kącie rozpylenia,
b) wydajności, c) zasięgu: 1 – sprężone powietrze, 2 – ciecz, 3 – gardziel dyszy Lavala,
4 – nagłe rozszerzenie dyszy, 5 – rurka cieczowa

Atomizer o zderzających się strumieniach
Charakterystyka
Zasada działania pokazana jest na rysunku 1, prędkość względna kropel przed ich zderzeniem może przekraczać wartość 1 km/s, przez co uzyskuje się wyjątkowo wysoki stopień rozpylenia.
Warianty atomizera przedstawia rysunek 2. Widać, że dysza Lavala ma nagłe rozszerzenie przekroju poprzecznego – pełni ono rolę drugiego stopnia naddźwiękowego, chodzi bowiem o uzyskanie w otoczeniu wylotu dużego podciśnienia w stosunku do ciśnienia zewnętrznego, dzięki czemu strumień jest spójny, co ma zasadnicze znaczenie dla rozpędzania w nim kropel. (...)

Przykładowe rozwiązania
Rysunki 3 i 4 przedstawiają szczególne – wynikające z wymagań eksploatacyjnych – rozwiązania atomizera o umiarkowanym zasięgu. (...)

Rys. 3. Kondycjonowanie i odsiarczanie spalin: a) reaktor: 1 – spaliny, 2 – pobocznica reaktora,
3 – komora atomizera, 4 – atomizer o maksymalnej wydajności, b) – atomizery przed zamontowaniem

Atomizer o strumieniach współosiowych (...)

Atomizery nietypowe (...)

LITERATURA
[1] A. TARNOGRODZKI, L. DUDA: Zamgławianie powietrza w chłodniach. Chłodnictwo&klimatyzacja 5/2001, ss. 10–13.
[2] P. SIERPUTOWSKI, A. TARNOGRODZKI: Alternatywa dla tradycyjnych metod chłodzenia powietrza. Chłodnictwo&klimatyzacja 10/2002. ss. 19–21.
[3] A. TARNOGRODZKI, L. DUDA: Energooszczędne dowilżanie klimatyzowanego powietrza. Chłodnictwo&klimatyzacja 12/2006. ss. 32–33.
[4] A. TARNOGRODZKI: Odsiarczanie spalin mgłą amoniakalną. Energetyka 10/2001. ss. 569–572.
[5] A. TARNOGRODZKI: Nowe atomizery gazodynamiczne. Nauka Innowacje Technika 1/2004. ss. 18–21.
[6] A. TARNOGRODZKI: Nowoczesna instalacja odsiarczania spalin metodą amoniakalną półsuchą. Energetyka 3/2008. ss. 209–212.
[7] A. TARNOGRODZKI: Dynamika gazów. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności. Warszawa, 2003. ss. 86–92.S

AUTOR: Antoni TARNOGRODZKI