Аппарат для проведения тепломассообменных процессов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 В 01 D 3/30

ЗСЕСОН)ЗИ Я

13,",.;,,;;, „13

ВИИИОТЕЫ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в виде полого усеченного конуса и верхней профилированной стенки, охладитель, сепаратор, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса теплообмена за счет обеспечения пленочного обтекания жидкостью охладителя и снижения металлоемкости, он снабжен расположенными между сепаратором и вихревой камеррй стаканами, обращенными навстречу друг другу и образующими между собой кольцевой канал, внутри которого размещен охладитель, при этом верхняя профилированная стенка камеры и нижний стакан образуют над ним кольцевой козырек для равномерного распределения жидкости по охладителю.

fl

Ю

17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3840610/23-26 . (22) 09.01.85 (46) 07. 07. 86. Бюл. 11 25 (71) Специальное конструкторское бюро по энергохимической аппаратуре и машинам (72) А. Р.Дорохов, Е.А. Горбунова, В.П.Григорьев, П.М.Кроковный и А.Я.Азбель (53) 66.015.23(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 969299, кл. В 01 D 47/04, 1980. (54) (57) АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕПJI0MACC00SMEHHbK ПРОЦЕССОВ, имеющий корпус с патрубками для ввода и вывода жидкости и газа, решетку, вихревую камеру, состоящую из завихрителя

„„SU„„1242193 A 1

ll 124

Изобретение относится к аппаратам для проведения физико-химических про- цессов между газом и жидкостью, при которых выделяется тепло и может быть использовано в химической, фармацевтической, нефтехимической и других отраслях промьппленности.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса теплообмена за счет пленочного обтекания жидкостью охладителя и снижение металлоемкости конструкции.

На чертеже изображен аппарат, продольный разрез.

Аппарат состоит из корпуса 1 с патрубками для подвода газа 2, подачи жидкости 3, выхода газа 4, слива жидкости 5, внутри корпуса установлена вихревая камера, состоящая иэ конусного завихрителя 6, плоской нижней крышки 7 и верхней профилированной стенки 8. На нижней крышке 7 вихревой камеры расположено устройство 9 подачи и закрутки жидкости. Внутри

1 корпуса над вихревой камерой установлен сепаратор 10, над зеркалом жидкости = решетка 11, перфорированная на периферии и сплошная в центре, сливные трубки 12 и 13, а между внутренней стенкой корпуса и вихревой камерой помещены два стакана, нижний стакан 14 образует с коническим завихрителем 6 канал 15 переменного сечения, и присоединен к верхней профилированной стенке 8, создавая при этом козырек 16 в верхней части кольцевого канала 1/ между ним и верхним стаканом 18, имеющим коническое дно, в котором выполнено осевое выходное отверстие. В канале 17 помещен охладитель 19 в виде змеевика.

Аппарат работает следующим о6разом.

Через патрубок 2 газ тангенциально входит в корпус аппарата, в пространство, ограниченное решеткой 11 и вихревой камерой. Конический эавихритель 6 и внутренняя цилиндрическая стенка нижнего стакана 14 образуют кольцевой канал 15 переменного сечения, сужающийся кверху, что создает . условия для равномерной подачи газа в завихритель. Условием равномерности подачи газа в завихритель является уменьшение площади поперечного сечения подводящего канала (канал переменного сечения) пропорционально уменьшению по высоте завихрителя

2l93 расхода газа, так как гаэ подается снизу, Направление тангенциального патрубка 2 подачи газа должно совпадать с направлением пазов завихрителя, чем достигается увеличение момента количества движения газа, вносимого в гаэожидкостный. слой. Проходя эавихритель, газ еще больше закручивается и взаимодействует с жидкостью, подаваемой через патрубок 3 в нижнюю зону вихревой камеры. В результате взаимоцействия газа с жидкостью на завихрителе образуется вихревой гаэожидкостный слой, т.е. осуществляется барботаж газа через жидкость в поле интенсивных центробежных сил. Вращаюmàÿñÿ газожидкостная смесь поднимается по спирали вверх по профилированной стенке 8 и в зазоре, образована 1 ном верхним стаканом 18 и верхней профилированной стенкой 8, происходит первичное отделение жидкости, которая стекает в кольцевой канал 17 с козырька 16 на охладитель 19 в виде

25 тонкой пленки.

В очень тонких пленках перенос тепла осуществляется в основном молекулярной теплопроводностью и коэффициент теплоотдачи может быть опредеВ

ЗО ле н по с оо тн om ению Л о = — У

5 где 3 — -.îëùèíà пленки; — теплопроводность жидкости.

35 Отсюда видно, что прия — > ОЬ- о .

Однако на практике на процесс теплообмена влияет гидродинамика= стекания пленки,, поэтому это простое соотношение справедливо только при

40 очень малых числах Рейнольдса пленки (Ке 5). Тем не менее и при достаточно большой толщине пленки в =(0,2

0,5) 10 м увеличение коэффициента теплоотдачи и сравнении с большим

45 объемом значительно.

Дальнейшее отделение капель жидкости иэ потока газожидкостной смеси осуществляется в пространстве между верхним стаканом 18 и сепаратором

10, а также между сепаратором 10 и верхней крышкой корпуса аппарата.

Уловленная жидкость стекает с сепаратора по сливной трубке 12 на нижний стакан 14, а оттуда по трубке 13 в ресивер. Газ удаляется из аппарата через патрубок 4 выхода газа в

aep ei части корпуса, а жидкость из ресивера — через патрубок 5.

Составитель С.Баранова

Техред М.Ходанич Корректор N. Демчик

Редактор Н.Данкулич

Заказ 3640/10 Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, в предлагаемом устройстве удачная компановка верхнего и нижнего стаканов с верхней профилированной стенкой создает одновременно два кольцевых канала ° Располо242193 4 жив в одном из них теплообменник, над которым верхняя профилированная стенка вихревой камеры образует кольцевой козырек, добились пленочного охлаждения, что эффективно.