Элемент насадки тепломассообменного аппарата

 

ЭЛЕМЕНТ НАСАДКИ ТЕПЛОМАССООБМЕННОГО АППАРАТА, представляющий собой гофрированный лист eтaллической фольги или пластмассы с регулярной шероховатостью в виде вспомогательного рифления, собранный с другими листами в пакет, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса тепломассопереноса путем ликвидации застойных зон, рифление выполнено с переменной высотой, плавно изменяющейся по образующей гофра, причем высота рифления на вершине гофра в 1,4-1,8 раза меньше, чем на его боковых сторонах, а шаг рифа превышает его среднюю высоту в 10-15 раз. te/ 00 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК.

53 20

3(59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)3 (21 ) 360 3330/2 3-26 (22) 10.06.83 (46 ) 07. 07. 84. Бюл-.. Р 25 (72 ) Б.И. Гуревич, A. В. Дорошенко, И.A.Ëèïà, A.Ý.Ïîáåðåýêèí, К.И.Ржепишевский, Е.М.Сикорская, Б.Н.Флеров и Л.В.Шестаков (71) Одесский технологический институт холодильной промыаленности (53) 66.074,513(088.8) (56) 1. Заявка Японии Р 49-38661, кл. F 28 F 13/06, 1970.

2. Заявка Австрии Р 238740, кл. 17 С 7/10, 1964.

3, Заявка Франции Р 2475710, кл. F 28 F 3/20, 1981 (прототип).

„,SU„„012 . А (54)(57) ЭЛЕМЕНТ НАСАДКИ ТЕПЛОМАССООБМЕННОГО АППАРАТА, представляю ший собой гофрированный лист металлической фольги или пластмассы с регулярной шероховатостью в виде вспомогательного рифления, собранный с другими листами в пакет, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса тепломассопереноса путем ликвидации застойных зон, рифление выполнено с переменной высотой, плавно изменяюшейся по образующей гофра, причем высота рифления на вершине гофра в 1,4-1,8 раза меиьше, чем на его боковых сторонах, а шаг рифа превышает его среднюю высоту в 10-15 раз ° PQ

1101284

Изобретение относится к конструктивным элементам, применяемым в тепломассообменных аппаратах, преимущественно в градирнях и охладнтелях испарительного типа.

Известен- теплообменник, включающий насадочные элементы, которые представляют собой волнообразные теплопередающие поверхности с выступами, расположенными с одинаковыми интервалами в вогнутых участках.

Эти выступы перпендикулярны направлению потока теплоносителя f1).

Известно устройство для пропуска . газа и вступающей с ним в контакт жидкости через ячеистую структуру, 15 составленную иэ слоев, имеющих волнистую поверхность. На боковых сторонах волн периодически расположены прорези с наклонными язычками.

Выступы и язычки позволяют турбу- 2р лизировать ламинарный подслой пото: ка теплоносителя (жидкостной пленки ), что обеспечивает рост интенсивности процессов переноса Е23. . Недостатком этих устройств является расположение выступов и язычков только в вогнутых или на боковых участках поверхностей, так как турбулизируется только часть равномерно текущей по поверхности пленки (локальная турбулизация ). 30

Известен элемент насадки аппарата, представляющий собой гофрированный лист фольги или пластмассы с регулярной шероховатостью в виде вспомогательного рифления, собранный 35 c другими листами в пакет. По длине стенок разнесены выступы и выемки, сгруппированные парами и чередующиеся с плоскими участками: Выемки одной стенки расположены напротив . 4p выемок соседней стенки, аналогично расположены и выступы. Таким образом, канал имеет периодические сужения и расширения для интенсификации теплообмена (3 7.

Однако, так как выемки и выступы расположены только в средней части боковых стенок каналов, образовываются застойные эоны на вогнутой стороне вершин основного рифа, Периодическое сужение канала при. водит к периодическому дросселированию, т.е. интенсификация теплообмена достигается дополнительной затратой энергии ° Таким образом, применение данной гофрированной вставки не 55 обеспечивает интенсификацию теплообмена. при минимальном росте энергозатрат.

Целью изобретения является обеспечение интенсификации процессов тепломассопереноса путем устранения застойных эон.

Указанная цель достигается тем, что элемент насадки, представляющий собой гофрированный лист металличес- 65,Кой фольги или пластмассы, собираемый с другими листами в насадочный пакет, имеет регулярную шероховатость выполненную в виде рифления с пере менной высотой, плавно изменяющейся по образующей гофра, причем высота рифления на вершине гофра в 1,4-1,8 раза меньше, чем на его боковых сторонах, а шаг рифа превышает его среднюю высоту в 10-15 раз.

На фиг. 1 представлен элемент насадки тепломассообменного аппарата; на фиг. 2 — геометрия насадочной поверхности.

Элемент включает основной гофр 1, вспомогательный риф 2, гладкий участок 3.

На фиг. 2 обозначены высота Н и шаг Т гофра, минимальнаяЪ „„и максимальная h « высоты рифа r„+ t

Элемент йасадки тепломассообменного аппарата (двухфазный поток) работает следующим образом.

Жидкость орошает верхний торец элемента (а значит, и всей насадки, если рассматривать работу аппарата в целом) и гравитационно стекает тонкой пленкой по поверхности элемента. Пройдя гладкий участок 3, пленка попадает на шероховатый участок (вспомогательный риф 2), где происходит ее перемешиванне и локальная турбулизация, что снижает термическое (диффузионное) сопротивление пленки, а также увеличивается эффективная межфазная поверхность за счет обновления поверхности.

Пленка турбулиэуется на боковых сторонах основного рифа и на его вершине, что исключает воэможность ,образования застойных зон на вогнутой стороне вершин основного рифа.

Этот процесс систематически повторяется, так как шероховатость выполнена регулярной. Геометрические параметры (шаг и высота) вспомогательного рифления выбираются в зависимости от свойств орошающей жидкости (вязкость, поверхностное натяжение и т.д.),от свойств материала элемента (угол смачивания), а также в зависимости от схемы контактирования потоков жидкости и газа (йротивоток, прямоток, поперечный ток) с целью максимальной интенсифи-. кации процесса тепломассопереноса.

ВсПомогательное рифление турбулизи рует только жидкостную пленку (двухфазный поток) или ламинарный подслой. (одиофаэный поток) и не создает дополнительное гидравлическое сопротивление. Таким образом, вспомогательное рифление позволяет обеспечить опережающий рост интенсивности процессов обмена по отношению к росту энергозатрат на осуществление процессов.

Например, использование. в качестве насадочных элементов вентилятор1101284

Составитель A.Ñîíäîð

Редактор Н.Лазаренко ТехредТ. дубинчак Корректор Ю.Макаренко

Эаказ 4694/6 Тираж 682 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 ных градирен предлагаемого элемента тепломассообменного аппарата позволило интенсифицировать процесс ,испарительного охлаждения воды (т.е. увеличить коэффициенты переноса) на 20% по сравнению с насадками, при-5 меняемыми в типовых градирнях ГПВ.

Такая замена улучшает массогабаритные характеристики градирен. Например, при замене насадочной части градирни ГПВ-40М насадкой иэ алюмини-10 евой фольги согласно изобретению вес аппарата при такой же производительности уменьшается на 45 кг.

Насадка иэ алюминиевой фольги характеризуется меньшим гидравлическим 15 сопротивлением, что уменьшает за траты энергии на осуществление процесса в 1,5 раза..

Приведенные данные получены при, испытаниях аппаратов с насадкой, имеющей следующие геометрические характеристики (фиr. 2) : высота гофра Н 3,5 мм, шаг гофра равен шагу рифления T = 10 мм, средняя высота рифленияЬ =0,8 мм (Ьщ„„= результаты подходят под выбраиные мкс соотношения - " = 1,4 †; 1,8, T 1МИН а ---- = 10".15. ñð