Массотеплообменное устройство

 

Союз Советсиик

Социалистических

Республик (и; 1001952

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву— (22)Заявлено 13.10,81 (2l) 3344651/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет(53)М. Кл.

В 01 0 3/28

В 01 0 53/20

Гвсулэфстйекяьм квмктвт

Опубликовано 07. 03. 83. Бюллетень йт 9 ю декам кзабрвтеккй к еткРьпнй (53) УДK 66.015. .23.05(088,8) Дата опубликования описания 07.03

1 (,) i (..i;

В. В. Сахаров, В. Т, Елагин, С. П./1 феМр;,, „„ и Н. П. Болгов

Волгодонский филиал Всесоюзного научно-исследов-и ед ского, и проектного института поверхностно-активных веществ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) МАССОТЕПЛООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к массо теплообменным устройствам для процессов в системах газ(пар ) - жидкость, преимущественно с подводом (отводом ) тепла в зону контакта фаз через стенку и может найти примене" ние в химической, нефтехимической, энергетической и других отраслях промышленности.

Известно массотеплообменное устройство, включающее обечайку с внутренними переливами, коллектор дяя подачи теплоносителя и вертикально установленные контактные пары пластин, каждая из которых образует газо,15 жидкостной канал (1 3.

Недостатком этого устройства Asляется низкая производительность, ограниченная резким снижением эффективности тепло-массообмена с увеличени20 ем скорости газа в газожидкостных каналах. Последнее связано" с тем; что по мере увеличения скорости газа пропорционально возрастает требуемый

2 съем подвод ) тепла (требуемая поверх ность тепло массообмена ) в реакционной зоне, а время пребывания (контакта ) фаз в этой зоне, напротив, сокращается. Кроме того, наблюдается срыв пленки жидкости с поверхности пластин и резко возрастает проскок< ре акционной эоны жидкой фазой без контакта с тепло-массообменной поверхностью, особенно жидкостью, находящейся в ядре газового потока. В результате этого эффективность устрой1 ства в целом падает.

Цель изобретения " повышение производительности за счет исключения срыва пленки жидкости с поверхндсти пластин.

Поставленная цель достигается тем, что в массотеплообменнике „ устройства, включающем обечайку с внутренниии переливами, коллектор для подачи теплоносителя;и вертикально установленные контактные пары пластин каждая из которых образует газржидФормула изобретения

3 100195 костной канал, согласно изобретению каждый газожидкостной канал снабжен примыкающими к поверхности пластин теплопроводящими элементами, выполненными в виде наклонно гофрированных лент, повернутых одна относительно другой и образующих винтовые каналы.

Целесообразно, чтобы теплопроводящие элементы были выполнены пер- 1г< форированными.

На фиг. 1 показан продольный разрез устройства„ на фиг. 2 — аксонометрическое изображение двух элементов, установленных между пластинами. 15

Иассотеплообменное устройство вклю чает обечайку 1 с внутренними переливами 2 и вертикально установленные пары пластин 3. Пары пластин 3 образуют попеременно открытые газожид- щ костные каналы 4 для взаимодействия газо (паро)- жидкостной системы и полости 5 для теплоносителя. Каналы 4 снабн<ены примыкающими к пластинам 3 наклонно гофрированными теплопроводя- 25 щими элементами 6, повернутыми относительно друг друга и образующими вин товые каналы (фиг.2). Под пластинами установлен жидкостной коллектор 7. По лости 5 соединены между собой и ос- зо нащены подводящим 8 и отводящим 9 патрубками.

Устройство работает следующим образом.

Теплоноситель подают через подводящий патрубок 8 в полости 5. Паро35 газовый поток поступает в газожидкостные каналы 4, захватывая жидкость вытекающую из газожидкостного коллектора 7. Образуящаяся паро(газо)

40 жидкостная смесь движется в газожидкостных каналах 4 восходящим потоком, причем по винтовой траектории, s силу направляющего действия теплопроводящих элементов 6 (обусловленного их формой и расположением ). Под дей45 ствием возникающих при этом центробежных сил жидкость, в том числе находящаяся в ядре газового потока, отбрасывается к стенкам винтового канала (пластинам 3 и теплопроводящим элементам 6 ), оседает и растекается по их поверхности в виде восходящей пленки, транспортируемой газом за счет сил трения на границе фаз. При этом осуществляется теплообмен между газо (паро }-жидкостной смесью и теплоносителем в силу теплопроводности пластин 3 и примыкающих к ним тепло2 4 проводящих элементов 6. На выходе из газожидкостных каналов 4 жидкость отделяется от парогазового потока и подается на нижележащую контактную ступень, а освобожденный от нее парогазовый поток - в каналы вышерасположенной ступени. Теплоноситель, проходя через полости 5, отдает (получает )тепло в зону контакта и далее по отводящему патрубку 9 отводится из колонны. Отличительные признаки и их совокупность придают устройству следующие новые положительные свойства и преимущества:

- установленные в газожидкостных каналах гофрированные теплопроводящие элементы, примыкающие к поверх" ности каналов (пластин), увеличивают фиксированную поверхность и интенсивность тепло-массообмена (располагаемую мощность теплосьема ) и тем самым обеспечивают повышение эффективности и производительности аппарата; выполнение элементов в виде наклонно гофрированных пластин (лент ) обеспечивает рациональную организацию движения фаз, препятствует проскоку жидкой фазы, увеличивает время пребывания ее в рабочей зоне, турбулизует паро (газо)- жидкостную смесь создавая в итоге условия для повышения пропускной способности (производительности ); взаиморасположение элементов с образованием винтовых каналов, предотвращает проскок и срыв пленки жидкости с теплообменной поверхности;

-. совокупность признаков позволяет увеличить пропускную способность производительность без снижения эффективности процесса.

Устройство несложно в конструктивном оформлении и изготовлении.

Результаты расчетов и экспериментальной проверки заявленного устройства показали, что поверхность теплообмена увеличивается более чем в

2 раза, при этом производительность устройства возрастает на 20-30 . Кроме того, улучшается равномерность распределения фаз по сечению газожидкостных каналов и их турбулизация.

1. Иассотеплообменное устройство, включающее обечайку с внутрен.

5 100 ними переливами, коллектор для йодачи теплоносителя и вертикально установленные .контактные пары пластин, каждая .из которых образует газожидкостной канал, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения производительности за счет исключения срыва пленки жидкости с поверхности пластин, каждый газожидкост ной канал снабжен примыкающими к по- верхности пластин теплопроводящими элементами, выполненными в виде нак1952 лонно гофрированных лент, повернутых одна относительно другой и образующих винтовые каналы.

2. Устройство по и.1, о т л и

5 ч а ю щ е е с я тем, что теплопроводящие элементы выполнены перфорированными.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 389804, кл. В Й 0 3/28, 1973 °

Tenn wc

1001952 гмтл оры гам

Составитель 3.Александрова

Редактор Н.Аристова ТехредС.Мигунова Корректор О. Билак

Заказ 1676/2 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП"Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4