Способ очистки стенок каналов теплообменного аппарата

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3385876/24-12 (22) 14 ° 01 ° 82 (46) 15.12.83. Бюл. У 46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

,(72) В.М. Шептун, A.M. Кутепов, M.A. Булатов и Л.П. Бондаренко (53).621.565.94:66.045.1(088.8). (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 263609, кл. F 28 G 13/10, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

М 805050, кл. F 28 G 7/00, 1978.

„„su„„1060921 A

3(51) F G F F 13/10 (54)(57) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТЕНОК KAHAJIOB TEIUIOOBMEHHO1 0 AIIIIAPATA путем воздействия на рабочую среду, проходящую через каналы, звуковыми колебаниями, отличающийся тем, что, с целью повышения качества очистки и интенсификации процесса теплообмена -воздействие на ра бочую среду осуществляют звуковыми колебаниями. совпадающими по частоте и фазе с нормальными колебаниями пристеночного слоя рабочей среды.

1060921

Изобретение относится к способам предотвращения инкрустирования внутренних стенок каналов теплообменных аппаратов в процессе нагрева растворов и,может найти применение в химической промышленности. 5

Известен способ очистки стенок каналов теплообменного аппарата путем воздействия на рабочую среду, проходящую через каналы, звуковыми коле. баниями в диапазоне инфразвуковЫх 10 частот, поочередно накладываемыми в противоположных направлениях f1) .

Недостатком способа является низкое качество очистки стенок каналов теплообменного аппарата, так как колебания при поочередном наложении импульсов с частотой ниже звукового диапазона не оказывают на рабочую среду интенсивных воздействий, препятствующих образованию солевых отложений на стенках каналов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ очист ки стенок каналов теплообменного аппарата путем воздействия на рабочую среду, проходящуЮ ЧерЕэ Каяалы, звуковыми колебаниями, на которые накладывают в противофазе рефпрк торную волну вдоль продольной оси каналов (2) .

Недостатком способа является низкое качество очистки стенок кана-. м лов, обусловленное тем, что в "узлах з вуко вой волны при противофаэ ном воздействиии на нее рефлекторной волны . 35 возникает отрицательное давление, вследствие чего отложения с поверхности стенок каналов не удаляются, что значительно снижает интенсив.ность процесса теплообмена, .

Цель изобретения — повЫшение качества очистки и интенсификация процесса теплообмена.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу очистки стенок каналов теплообменного аппарата путем воздействия на рабочую среду, проходящую через каналы, звуковыми колебаниями, воздействие на рабочую среду осуществляют звуковыми колебаниями, совпадающими по частоте и фазе с нормальными колебаниями пристеночного слоя рабочей среды.

При таком воздействии на рабочую среду в пристеночном слое последней возникают гидродинамические волны 55 и течения, ускоряющие отвод и подвод среды к стенке канала.

Синхронизация звуковых колебаний увеличивает мощность радиальных компонент пульсаций скорости, в резуль- @ тате чего происходит пульсационное скалывание отложений с поверхности стенок каналов и повышается качество их очистки, что позволяет интенсифицировать процесс теплоотдачи.

Способ осуществляют следующим образом.

В процессе нагрЕвания растворов с высокой солевой концентрацией в теплообменных аппаратах стенки каналов, через которые проходит рабочая среда, покрываются отложейиями солей.

С помощью пьезоприемников, установленных в области пристеночного слоя рабочей. среды, замеряют спектральную плотность частот нормальных ко-. лебаний этого слоя или определяют ее по эмпирической формуле

5h =о,<03 яеo s s

7 где 54 — число Струхаля, R8 — число Рейнольдса.

На рабочую среду, циркулирующую в каналах воздействуют звуковыми колебаниями возмущающих импульсов регенерируемых с помощью гидроди) намического или аэродинамического излучателей.

Излучатель настраивают на генерирбвание спектра колебаний, совпадающих по частоте и фазе с нормальными колебаниями пристеночного слоя рабочей среды. В результате совмещения спектральных плотностей частот в пристеночном слое рабочей среды возникают и развиваются гидродинамические воганы того же диапазона частот. Подвод и отвод рабочей среды в пристеиочный слой ускоряется., Регулируя мощность генерируемых звуковых колебаний, увеличивают или уменьщают амплитуду отдельных колебаний, синхрониэируя их. В процессе синхронизации звуковых волн пульсации скорости среды .(отвод и подвод), в пристеночном слое оказываются в фазе с вынужденными колебаниями, вследствие чего реэультирукйцая радиальной компоненты растет ц (

«g/ где 1 . — частота колебаний, с

А — амплитуда колебаний, м.

При этом создаются условия, обеспечивающие разрушения пристеночного слоя рабочей среды и пульсационное скалывание отложений со стенок ка жлов теплообменного аппарата. Это в свою очередь интенсифицирует процесс теплообмена. ,Пример. В, каналы диаметром

38 х 2 мм теплообменного аппарата (200 м )подают ЗОВ-ный раствор сульфата натрия.

В качестве теплоносителя, поступающего в межтрубное пространство аппарата, подают кондейсат С температурой 150 С.

В процессе нагревания раствора сульфата натрия теплопередающие,стенки каналов покрываются отложениями сульфата натрия. Для предотвращения

1060921

Составитель В. Слышкин

Редактор В. Ковтун Техред, Т. Фанта Корректор Г. Решетник

Заказ 10020/40 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по, делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 отложений с помощью анализатора спектра СК 4-26 и пьеэоприемника

СПЩ-Р, установленного заподлицо на стенке, замеряют спектральную плотность частот нормальных колеба- ний пристеночного слоя раствора суль фата натрия. Она составляет 30, 50, 60, 90 Гц. С помощью гидродинамического пластинчатого излучателя, введенного в распределительную камеру аппарата, генерируют. звуковую волну со спектральной плотностью"частот вынужденных импульсов равной 35, 50>

80, 95 Гц. Увеличением мощности излучателя до 2-3 кВт колебания синхронизируют и воздействуют ими на раствор сульфата натрия.

В течение 240 ч работы аппарата толщина отложений твердой фазы на стенках каналов 0,1 -0,2 мм. В аналогичных условиях за 150 ч работы аппарата толщина отложений сульфата натрия 3 мм, что снижает интенсификацию теплообмена.

10 Технико-экономйческие преимущест. ва способа очистки стенок каналов теплообменного аппарата состоят в повышении качества очистки и интен-: сификации процесса теплообмена,