Регулярная насадка для тепломассообменных аппаратов с пленочно-капельным течением дисперсной фазы

 

Изобретение относится к регулярным насадкам, используемым в качестве контактных устройств для проведения процессов тепломассообмена в системах газ (пар) - жидкость и позволяет повысить эффективность , увеличить пропускную способность и расширить диапазон устойчивой работы в области невысоких скоростей газового (парового) потока за счет организации равномерного периодически прерывающегося пленочно-капельного течения жидкости. Насадка состоит из перфорированных вертикальных листов I,установленных параллельно друг другу. В листах имеются поперечные окна 2, верхние и нижние края которых имеют зубчатую форму. В верхней части окон к листам насадки прикреплены расположенные в противоположные стороны относительно листов наклонные под углом вниз лепестки 3 и 4. 4 з.п.ф-лы, 10 ил. с $ 4 4. (Л с САЭ tsD 41 СО СО со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (у 4 В О! D 53 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3820245/31 26 (22) 06.12.84 (46) 07.08.87. Бюл. № 29 (71). Киевский технологический институт пищевой промышленности (72) А. С. Марценюк (53) 66.074.513 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 583812, кл. В Ol D 53/20, 1975. (54) РЕГУЛЯРНАЯ НАСАДКА ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ С

ПЛЕНОЧНО-КАПЕЛЬНЫМ ТЕЧЕНИЕМ

ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ (57) Изобретение относится к регулярным насадкам, используемым в качестве контактных устройств для проведения процес80 1327939 А 1 сов тепломассообмена в системах газ (пар)— жидкость и позволяет повысить эффективность, увеличить пропускную способность, и расширить диапазон устойчивой работы в области невысоких скоростей газового (парового) потока за счет организации равномерного периодически прерыва ющегося пленочно-капельного течения жидкости. Насадка состоит из перфорированных вертикальных листов I, установленных параллельно друг другу. В листах имеются поперечные окна 2, верхние и нижние края которых имеют зубчатую форму. В верхней час- . ти окон к листам насадки прикреплены расположенные в противоположные стороны относительно листов наклонные под углом вниз лепестки 3 и 4. 4 з.п.ф-лы, 10 ил.

1327939

Изобретение относится к конструкции регулярных насадок, используемых в качестве контактных устройств для проведения процессов тепломассообмена в системах газ (пар) — жидкость (процессы ректификации и абсорбции) и жидкость-жидкости (процессы зкстракции в стационарном и пульсирующем режимах), и может быть использовано в пищевой, химической, нефтегаэоперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение эффективности, увеличение пропускной способности насадки и расширение диапазона ее устойчивой работы в области невысоких скоростей газового (парового) потока за счет организации более равномерного периодически прерывающегося пленочно-капельного течения жидкости.

На фиг. 1 и 2 схематически показана насадка в косоугольной и прямоугольной проекциях; на фиг. 3 — отдельный лист насадки; на фиг. 4 †- разделение пленки жидкости на потоки, стекающие по вертикальной части листов насадки и по лепесткам; на фиг. 5 — формирование и разрушение капель в потоках, стекающих по вертикальной части листов насадки и по лепесткам; на фиг. 6 — часть листа разновидности насадки; на фиг. 7 — насадка с крайними лепестками, отклоненными вверх под углом так, что они касаются стенок аппарата; на фиг. 8 — наклоненный вниз фигурный вырез в боковой части листа; на фиг. 9 — наклоненный линейный прорез края листа с отогнутым вверх верхним уголком прореза; на фиг. 10 — лист насадки с поперечными окнами, расположенными вертикальными рядами и дополнительными перфорациями в виде перевернутых вверх треугольных галочек, размещенных периодически в междурядьях окон.

Насадка состоит иэ перфорированных вертикальных листов l (фиг. 1), установленных параллельно друг другу. В.листах имеются поперечные окна 2, верхние и нижние края которых имеют зубчатую форму.

Каждое окно слева и справа по краям вверху начинается и оканчивается выступами зубьев, а внизу — впадинами. В верхней части окон к листам насадки прикреплены расположенные в противоположные стороны относительно листов наклонные .под углом вниз лепестки 3 и 4. Лепестки 3 (фиг. 1) отклонены вправо, а лепестки 4 — влево. Угол наклона лепестков выбирается так, чтобы лепестки в горизонтальной проекции перекрывали друг друга, но в то же время не соприкасались с соседними листами, образуя с ними зазор, равный предпочтительно третьей части расстояние между листами.

Лепестки прикреплены к верхним краям окон так, что верхние края зубьев и лепестков соприкасаются о линии их соединения, зубья поперечных окон и лепестков расположены вертикальными рядами друг над другом, причем в каждом поперечном окне и лепестке верхние зубчатые выступы (и впадины) находятся строго над нижними впадинами (и выступами).

С целью предупреждения провала жидкости вертикально вниз лепестки в воде сверху перекрывают друг друга, но не касаются соседних листов насадки. Лучше все10 го, если расстояние от нижних краев зубьев лепестков до соседних листов насадки будет равно примерно 1/3 расстояния между листами. В этом случае капли жидкости при слабом гидродинамическом воздействии га15 эового потока падают строго на середину нижерасположенных листов насадки, обеспечивая наиболее упорядоченное дробление капель.

Насадка работает при противотоке фаз в режимах слабого и сильного гидродина20 мического воздействия газового и жидкостного потоков следующим образом.

Жидкость с помощью распределителей подают сверху на вертикальные плоскопараллельные листы насадки, а газ движется снизу между листами насадки.

При слабом гидродинамическом воздействии газа (пара) на жидкостной поток насадка работает в режиме прерывисто-капельного течения жидкости. Стекающая вниз сплошная равномерная пленка жидкости при встрече с поперечным окном 2. и первым прикрепленным к окну наклоненным лепестком 3 делится на потоки, число которых равно сумме выступов и впадин зубьев в верхнем крае поперечного окна. Деление жидкости на потоки схематически показано на фиг. 4, Различают два вида потоков: потоки, стекающие по лепесткам насадки, и потоки, стекающие по вертикальной части листов насадки.

Часть жидкости, которая при стекаиии пленки вниз первоначально попадает на выс гупы зубьев лепестков 3, в дальнейшем стекает последовательно по всем лепесткам насадки. На фиг. l и 4 эти потоки пока- . заны сплошными линиями с длинными стрелками, указыва|ощими направление их движения.

Оставшаяся часть жидкости попадает на впадины зубьев отверстий и формируется в отдельные потоки, стекающие в дальнейшем только по вертикальной части листов насадки.

Сохранение достаточно стабильных раздельных потоков, стекающих по вертикальной части листов и по лепесткам насадки, обеспечивается тем, что в каждом поперечном окне и лепестке верхние зубчатые выступы (и впадины) находятся точно над

Я нижними зубчатыми впадинами (и выступами), и лепестки к верхним краям окон прикреплены так, что верхние края зубьев окон и лепестков соприкасаются.

1327939 з

Формула изобретения

Фиг. 2

I. Регулярная насадка для тепломассообменных аппаратов с пленочно-капельным течением дисперсной фазы, содержащая перфорированные вертикальные листы с расположенными рядами по высоте поперечными окнами, к верхним краям которых прикреплены наклонные лепестки, расположенные поочередно в противоположные стороны относительно листа, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности, увеличения пропускной способности и расширения диапазона устойчивой работы в области невысоких скоростей газового (парового) потока за счет организации равномер- 15 ного, периодически прерывающегося пленочно-капельного течения жидкости, верхние и нижние края поперечных окон и лепестков имеют зубчатую форму, лепестки к окнам прикреплены по линии верхнего контура зубьев окон, зубья окон и лепестков рас- щ положены вертикальными рядами, в каждом поперечном окне и лепестке верхние зубчатые выступы находятся соосно над нижними зубчатыми впадинами, лепестки каждого вертикального ряда смежных листов перекрывают друг друга, а высота поперечных окон в два раза больше, чем расстояние между окнами по высоте, при этом высота нижних зубьев окон и лепестков h связана с высотой h верхних зубьев окон и лепестков соотношением hi=A/cosq, где <р —— угол отклонения лепестков от вертикали.

2. Насадка по п. 1, отличающаяся тем," что, с целью выравнивания степени проработки. жидкости, стекаюгцей по вертикальным поверхностям насадки, и жидкости, стекающей по лепесткам, зубья верхних краев поперечных окон выполнены уже, чем зубья верхних краев лепестков.

3. Насадка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью предотвращения перетекания жидкости с лепестков на стенки аппарата и стекания жидкости по стенкам, лепестки насадки, находящиеся у стенок аппарата, направлены вверх и соприкасаются со стенками аппарата.

4. Насадка по пп. 1 — 3, отличающаяся тем, что,.с целью исключения стекания жидкости по краям листов насадки, не занятым поперечными окнами, в краях листов насадки выполнены наклоненнь! вниз фигурные вырезы с отогнутыми вверх верхними уголками, при этом края вырезов заходят за линию краев лепестков.

5. Насадка по пп. l — 4, отличающаяся тем, что, с целью предупреждения байпассирования жидкости, в промежутках между вертикальными рядами поперечных окон выполнены размещенные периодически перфорации в виде перевернутых вверх трсуI îëüvb v галочек.

1327939

Пстоки стекаяш,ие по nenkcm an eprrtu anoeod паберхносщи д спуоф

4(алли яидмости йробап яидиосаи с нрцйних вепесяИаляя расплющенная ria вепесгпне йалм, аеререеан.

eeF . йсп о насайю

Станка алларата калки дислергиробонной мидкости

Снюкаюцаю ла стенкажидzocmx деретеканне мидкаст и на насадку

1327939

2-:3 мн мрай яиста иасодк течения ости 5 огпоанутыи яйояок прореза

Линия прореза епесгпок кфпй. яисгпа насадки

Наказан иь!й они

Юь!рез переиначу Î

Составитель А. Сондор

Редактор А. Воровнч Техред И. Верес Корректор Л. Патай

Закнз 3422/7 .Тираж 565 Подпнсное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4