Способ теплообмена между средами

 

СПОСОБ ТЕПЛООБМЕНА МЕЖДУ СРЕДАМИ, разделенными стенкой, путем сообщения одной из сред колебаний наложением знакопеременных импульсов с помощью пульсатора, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена при использовании двухфазных дисперсных сред и выполнении разделительной стенки пористой , другой среде также сообщают колебания наложением знакопеременных импульсов и одновременно осуществляют контактный теплообмен между однородными фазами сред, проходящими через пористую стенку.

„„SU„„01.8 A

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН

3(Я) у 28 Р 13 10,;,« ) . -., -,, 4

7, t

3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3471294/24-06 (22) 24.05.82 (46) 07 ° 05.84 Бюл. 9 17 (72) Р.Ç.Алиев (72 ) Научно-исследовательский институт научно-производственного объединения "Дагагровинпром" (53) 66 ° 045 1(088.8) (56) 1. Касаткин A ° Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М., "Химия", 1971, с.344-345.

2. Любошиц И.Л., Шейман В.A., Тутова Э.Г.Теплообменные аппараты типа "газовзвесь", Минск, "Наука и техника", 1969, с. 20.

3. Авторское свидетельство СССР

М 263609, кл. F 28 F 13/10, 1967. (54)(57) СПОСОБ ТЕПЛООБМЕНА МЕ)щу

СРЕДАМИ, разделенными стенкой, путем сообщения одной иэ сред колебаний наложением знакопеременных импульсов с помощью пульсатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена при использовании двухфазных дисперсных сред и выполнении разделительной стенки пористой, другой среде также сообщают колебания наложением энакопеременных импульсов и одновременно осуществляj0T контактный теплообмен между однородными фазами сред, проходящими через пористую стенку.

1091018

Изобретение относится к теплообмену между двухфазными потоками и может быть использовано в энергетической, металлургической, химической, пищевой, и других отраслях промышленности для проведения процессов тепло- -5 обмена аэродисперсных или гидродисперсных потоков различного гранулометрического состава и плотности частиц.

Известен способ теплообмена пото- 10 ков текущих сред при непрерывном противоточном их движении в поверхностном теплообменнике, когда тепло передается путем теплопроводности через разделяющую их стенку 51 3. 15

Недостаток способа заключается в его неэффективности, поскольку он не обеспечивает высокой интенсификации теплообмена, а именно: теплообменивающиеся среды разделены стенкой, об- 20 ладающей значительным термическим сопротивлением, которое увеличивается и пограничными слоями теплообменивающихся сред, образующимися на поверхностях стенки. 25

Известен способ теплообмена между .потоками дисперсных сред при непрерывном противоточном их движении путем подачи крупнозернистой среды сверху в вертикальный аппарат, а мелкозернистой среды встречно-пневмо30

;транспортом снизу.

Данный способ обеспечивает более высокую интенсивность теплообмена вследствие контактного теплообмена между теплообменивающимися средами (2 7.

Недостаток способа заключается в том, что он не может быть использован для обеспечения теплообмена полидисперсных сред, так как имеет ог- 40 раничения по максимально допустимым относительным скоростям противоточного движения потоков, максимально допустимой разности размеров частиц и плотностей их дисперсных фаэ, так как в противном случае может нарушаться противоток.

Известен также способ теплообмена между средами, разделенными стенкой путем сообщения одной из сред колебаний наложением энакопеременных им50 пульсов с помощью пульсатора.

Данный способ позволяет несколько повысить интенсивность теплообмена и устранить ограничения по дисперсному составу и плотностям дис-, персных фаз, дисперсных потоков сред, а также относительными скоростями используемых теплообменивающихся сред ГЗ . 60

Однако наличие непроницаемой стенки теплообменных труб между теплообменивающимися потоками сред сохраняет основное термическое сопротивление кондуктивного переноса тепла меж-65 ду потоками и ограничивает интенсивность общего теплообмена потоков.

Создаваемые пульсатором продольные колебания теплоносителя в трубном пространстве аппарата не уменьшают это сопротивление.

Целью изобретения является достижение эффективного и интенсивного теплообмена между потоками двухфаз- ных дисперсных сред без смешения одной из дисперсных фаэ при использовании пористой разделительной стенки.

Поставленная цель достигается reM, что согласно способу теплообмена между средами, разделенными стенкой путем сообщения одной иэ сред колебаний наложением знакопеременных импульсов с помощью пульсатора, другой среде также сообщают колебания наложением энакопеременных импульсов и одновременно осуществляют контактный теплообмен между однородными фазами сред, проходящими через пористую стенку.

На чертеже изображена теплообмен- . ная установка, в которой может быть осуществлен предлагаемый способ.

Установка содержит кожухотрубный теплообменник 1 с трубами 2 внутри, выполненными иэ пористого материала с избирательной способностью, укрепленными в трубных досках 3 и 4, примыкающих соответственно с раздающему коллектору 5 и собирающему коллектору 6, подключенному к камере 7 пульсатора 8, в которой расположена заслонка 9, укрепленная на вращающемicsr валу 10, общем с заслонкой 11, размещенной в камере 12 пульсатора

8 перпендикулярно заслонке 9. Камера 12 подключена к межтрубйому пространству с помощью трубопровода 13, теплообменник снабжен патрубком 14 для подвода одной из сред в межтрубное пространство и патрубком 15 дляф ее отвода, коллектор 5 снабжен патрубком 16 для подвода среды в трубы, коллектор .6 — патрубком 17 для ее отвода в камеру 7 пульсатора 8.

Способ осуществляется следующим образом.

В трубном и межтрубном пространствах используются дисперсные среды с однородной фазой жидкостной или . газовой . Одна иэ сред подается под напором в трубы 2 через патрубок 16 и коллектор 5, другая среда подается противотоком через патрубок 14 в межтрубное пространство.

При вращении вала 10 в пульсаторе 8 заслонки 9 и 11 попеременно перекрывают трубное и межтрубное пространства. Когда имеет место у заслонки 9 в камере 7 положение "Открыто" и заслонка 11 перекрывает камеру 12, то в межтрубном пространстве давление увеличивается, а в трубном пространстве соответственно уменьшается. При этом часть однородной фазы

1091018

Составитель Т.@дина

Редактор П.Шандор ТехредМ.Надь Корректор A-Тяско

Заказ 30б7/38 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 по всей длине пористых труб просачивается из межтрубного пространства в трубное.

В следующий момент оказывается перекрытой камера 7, а камера 12 открытой, при этом часть однородной фазы из трудного пространства просачивается в обратном направлении в межтрубное пространство.

Таким образом, при общем противопотоке двухфазных сред по всему трак- 10 ту их движения в теплообменнике осуществляется пульсирующий поперечный .обмен между частями однородной фазы.

Части, .переносимые от горячей двух-. .фазной среды, имеют более высокую f5 температуру, а части, переносимые в обратном направлении от холодной двухфазной среды, имеют более низкую температуру, при этом разрушается и турбулизируется пограничный слой дисперсных сред с обеих сторон стенок пористых труб.

Таким образом, предлагаемий способ позволяет осуществить и совместить поверхностный и контактный теплообмен, причем при высоком значении среднего температурного напора и при отсутствии ограничений по относительным скоростям движения потоков, разностям размеров частиц и плотностям дисперсных фаз монодисперсных и по,лидисперсных сред. При этом можно без смешения и последующего разделения осуществлять интенсивный теплообмен между дисперсными частицами одного и того же размера и плотности их.