Массо-и теплообменный аппарат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1220678 A

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ дения воздуха за счет интенсификации процессов массо- и теплообмена, сепарационное устройство снабжено ограничительными кольцами, имеющими в нижней части сливные отверстия, расположенными внутри него, и дополнительной лопаткой вогнуто-выпуклой формы, размещенной между ограничительными кольцами с образованием щелей между одним ее концом и корпусом сепарационного устройства и между другим ее концом и верхним концом ударно-диспергирующей лопатки, причем выпуклая поверхность дополнительной лопатки обращена к корпусу сепарационного устройства.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

tlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 596261 (21) 3768766/22-03 (22) 11.07.84 (46) 30.03.86. Бюл. N- 12 (71) Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (72) И.Ф.Панечко, В.С.Масляев, Т.Б.Кузнецова и В.В.Богачев (53) 66.015,23.05 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

11- 596261, кл. В 01 0 3/30, 1976. (54)(,57) МАССО- И ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ по авт. св. Р 596261, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаж15» 4 Q 01 D 3/30 E 21 F 3/00

1220678

Изобретение относится к способам охлаждения воздуха в горнодобывающей промышленности и может быть использовано при кондиционировании воздуха в металлургической, текстильной, пищевой и других областях народного хозяйства.

Цель изобретения — повышение эффективности охлаждения воздуха эа

l0 счет интенсификации процессов массои теплообмена, На фиг.l изображен массо- и теплообменный аппарат, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг,.l.

Массо- и теплообменный аппарат

15 содержит контактное устройство 1 в нижней части которого на валу 2 установлена вращающаяся направляющая лопатка 3, а в верхней его части жестко закреплена лопатка 4 и ударнодиспергирующая лопатка 5. На трубе с фланцем 6 закреплены патрубок 7 для ввода воды в виде струи и контактное устройство l. Патрубок с, фланцем 6 по его поперечному сечению

25 должен обеспечивать скорость потока воздуха не менее 15 м/с с целью создания условия питания струи воды и ее ускорения.

В цилиндрическом сепарационном устройстве 8 установлены два ограничительных кольца 9 с отверстиями 10 в нижней части каждого для вывода воды иэ пространства 11, образован.ного крышкой 12 и кольцом 9, служа- З5 щего для ликвидации пленки воды на крышке 12.

Между кольцами 9 закреплена разделительная и направляющая потоки воздуха и воды лопатка 13 выпуклой стороной к цилиндрическому корпусу сепарационного устройства 8. Между концами разделительной лопатки ll3 образованы щели: щель 14 — между корпусом сепарационного устройства

8 и концом разделительной лопатки

13, а щель 15 — между верхним концом ударно-диспергирующей лопатки

5 и концом разделительной лопатки

13, которые расположены на уровне горизонтальной оси сапаратора. Величина сечения щелей принимается в зависимости от расхода жидкости.

Для прохода воды в сборник 16 из пространства 17, образованного разделительной лопаткой 13 и корпусом сепарационного устройства 8, выполнена щель 18.

Из сборника 16 через патрубок 19 выводится вода, а через патрубок

20 — воздух, очищенный от капель воды. Для вращения лопатки 3 предназначен рычаг 21.

Контактное устройство 1 в компоновке с сепарационным устройством

8 работает следующим образом.

В трубу с фланцем 6 подают воздух на охлаждение и с помощью направляющей лопатки 3, которая вращается на валу 2, рычагом 21 устанавливают необходимое сечение для прохода воздуха и воды. Вода в виде струи подается в контактное устройство 1 через патрубок 7. Потоки воздуха и воды смешиваются и ускоряются до необходимой скорости (20-102 м/с). В промежутке между направляющими лопатками 3 и 4 и за лопаткой 4 поток воды предварительно дробится на капли, которые, в свою очередь, одновременно получают ускорение за счет кинетической энергии воздуха. При этом относительная скорость потоков воздуха и капель воды приближается к нулю, а линейные скорости выравниваются по абсолютному значению.

Капли воды, получившие заданную скорость, вместе с воздухом направляются на ударно-диспергирующую лопатку 5.

Вблизи ударно-диспергирующей лопатки 5 давление и плотность воздуха увеличиваются (воздух уплотняется), кроме того, резко изменяется скорость и направление его движения. На некотором расстоянии от ударно-диспергирующей лопатки 5 и на самой лопатке относительная скорость воздуха и капель воды принимает максимальное значение или наибольшую величину сложного движения фаэ. Здесь же в результате эффекта гидродинамического удара ускоренных капель воды об уплотненный слой воздуха и ударнодиспергирующую лопатку 5 осуществляется интенсивное обновление и увеличение поверхности фаз, в результате одновременно протекает интенсивный тепло- и массообмен.

Изменив направление движения, воздух и дополнительно диспергированная на капли вода из контактного устройства 1 направляется в сепарационное устройство 8 для очистки воздуха от капель воды. Смесь пото22С:6/8

А - A га

13

10

BHHHIIH Заказ 1510/6 Тираж 663 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ков воздуха и капель воды после контактного устройства 1 направляется на внутреннюю поверхность сепаратора 8. На ней из капель диспергнрованной воды, отбрасываемых центробежной силой из воздушной смеси, образуется движущаяся пленка, которая через щель 14 попадает в пространство 17.

В области верхнего конца ударнодиспергирующей лопатки 5 на уровне горизонтальной оси сепаратора динамическое давление (скоростной напор) воздуха вместе с потоком капель воды вновь приобретает наибольшее значение, а статическое — минимальное.

Вследствие этого в щели 15 и в пространстве 17 образуется разряжение и воздух через щель 15 из пространства 17 поступает в сепаратор. Такая аэрогидродинамическая обстановка способствует беспрепятственному движению пленки воды и части воздуха через щель 14 под разделительную и направляющую лопатку 13. Из пространства 17 через щель 18 вода поступает в сборник 16 и с помощью патрубка 19 выводится из сборника 16.

Основной поток воздуха, очищенный от капель воды, благодаря специальной компоновке конструктивных элементов в сепараторе получает вращательное движение с ускорением, в резуль1О тате чего увеличивающаяся центробежная сила отбрасывает капли воды на внутреннюю поверхность сепаратора и, прижимая к ней пленку, одновременно вынуждает последнюю дви15 гаться к щели 14.

Вместе с тем часть жидкости в виде пленки движется и по ограничительным кольцам, попадая в пространство !1, откуда через отверстие 10

20 перетекает в пространство 17.

Воздух, охлажденный и очищенный от капель воды, через патрубок 20 выводится из сепарационного устройства 8.