Насадка для пленочного аппарата

 

Изобретение относится к конструкции трубчатой насадки пленочного аппарата, предназначенной для проведения тепломассообмена между жидкостью и газом (паром), и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - увеличение эффективности за счет турбулизации фаз и увеличения удерживающей способности по жидкости. Насадка содержит контактную трубку 1, кольцевой распределитель 2, турбулизирующий стакан 3, проволочную спираль, размещенную на внутренней поверхности стакана. Отношение диаметра проволоки спирали к ширине кольцевого зазора равно или больше единицы, верхний конец спирали установлен непосредственно в кольцевом зазоре. Жидкостная пленка движется по внутренней поверхности трубчатой насадки между витками проволоки, интенсивно при этом перемешиваясь, обтекая продольные выступы турбулизирующего стакана. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Л0„„1472083 (51)4 B01 D3 28 53 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2I) 4274428/31-26 (22) 02.06.87 (46) 15.04.89. Бюл. № 14 (71) Сибирский технологический институт (72) Н. А. Войнов, А. А. Веретнов, А. А. Юдаков, В. А. Марков и Н. А. Николаев (53) 66.015.23 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1388367, кл. В О! D 53/18, !986.

Авторское свидетельство СССР № 202069, кл. В 01 D 53/18, 1966.

Авторское свидетельство СССР № 1338870; 3820115/26, кл. В 01 D 3/26, 1984. (54) НАСАДКА ДЛЯ ПЛЕНОЧНОГО АППАРАТА (57) Изобретение относится к конструкции трубчатой насадки пленочного аппарата, предназначенной для проведения тепломассообмена между жидкостью и газом (паром), и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Цель изобретения — увеличение эффективности за счет турбулизации фаз и увеличения удерживающей способности по жидкости. Насадка содержит контактную трубку 1, кольцевой распределитель 2, турбулизирующий стакан 4, проволочную спираль 3, размещенную на внутренней поьерхности стакана. Отношение диаметра проволоки спирали к ширине кольцевого зазора равно или больше единицы, верхний конец спирали установлен непосредственно в кольцевом зазоре. Жидкостная пленка движется по внутренней поверхности трубчатой насадки между витками проволоки, интенсивно при этом перемешиваясь, обтекая продольные выступы турбулизирующего стакана. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.!

472083

Изобретение относится к трубчатым насадкам для проведения процессов тепломассообмена между жидкостью и газом (паром) в пленочных аппаратах и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является увеличение эффективности за счет турбулизации фаз и увеличения удерживающей способности.

На фиг. представлена насадка пленочного аппарата, продольный разрез; на фиг. 2 — — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3— схема движения потока жидкости и газа (пара).

Насадка содержит контактную трубку 1, кольцевой распределитель жидкости 2, проволочную спираль 3, размещенную на внутренней поверхности турбулизирующего стакана 4. На поверхности турбулизирующего стакана 4 выполнены продольные выступы 5, образующие регулярную шероховатость. В

II;Ic Iдке отношение диаметра проволоки спи- 20 рыли к ширине кольцевого зазора г!/6)1, а верхний конец проволочной спирали установлен непосредственно в кольцевом зазоре распределителя жидкости.

Продольные выступы наклонены к виткам проволочной спирали на 90 .

Витки проволочной спирали нанесены к оси насадки на угол 10 — 60 .

Наличие туроулизирующего стакана, установленного плотно на внутреннюю поверхность цилиндрической трубы, на поверхности которого нанесены продольные выступы, а также наличие проволочной спирали, установленной на выступах, причем отношение диаметра проволоки проволочной спирали к ширине кольцевого зазора распределите ля жидкости d!Г>1, а также установка прово- З5 ,1очной спирали в кольцевой зазор обеспечивают увеличение эффективности и пропускной способности по жидкости.

Установка верхней части проволочной спирали непосредственно в кольцевом зазоре распределителя жидкости обеспечивает 40 закручивание (вращение) жидкости в кольцевом зазоре и тем самым ее движение между витками проволоки по каналу, что приводит к увеличению удерживающей способности насадки по жидкости, так как диаметр проволоки уже не влияет на срыв жидкостной пленки, жидкость движется между витками проволоки, прижимаясь к поверvности насадки центробежной силой. В насадке, принятой за прототип, жидкостная

Ilлсllкя нячи11с)ет ря 113;Iñ!òücÿ \ же 11ри ч)lслс Рсино,з ь;(ся ж идкос 1 и, р!1!3 !!()м 200()0

В предлагаемой !ясядке этя величина уве,)ичивается в 5 и б)олее р 1:3.

Установка турбулизиру)о)цег!) стякяна !!родо, !ьными 13! lcTvIIHìè ll3 е! о поверхности !

)оеспсчи13гцт интенсивное перемешивяни;

Э-

i1vII (K0c l ll, !в и жх п(еЙс)3 llo винто)зой ,1ежл, в;и I;;)ми цровг) !очной спирали. Про,!ольные выст, цы и р)I!)! роль шерохов;!1с)сти, а шероховатость увеличивает касательные напряжения на стенки канала и, следовательно, эффективность массообмена.

Установка проволочной спирали диаметром d, равным и более ширины кольцевого зазора (d/6)1), обеспечивает не только увеличение производительности и удерживающей способности насадки по жидкости, но и повышает эффективность процесса за счет турбулизации газовой фазы.

Толщина жидкостного слоя, движущегося в виде пленки по поверхности насадки, не может быть больше ширины колцевого зазора распределителя жидкости. Поскольку при соблюдении отношения d/Þ)! витки проволочной спирали будут не затоплены жидкостью, то они играют роль стенок канала, которые предотвращают распадение жидкостной пленки и заставляют жидкость вращаться, двигаясь вниз по трубе, что вызывает дополнительную силу инерции, которая прижимает жидкость к поверхности трубчатой насадки, увеличивая тем самым ее удерживающую способность по жидкости.

Кроме того, витки проволочной спирали, выступающие над слоем движущейся жидкостной пленки, являются шероховатостью для газа (пара), что увеличивает трение на границе раздела фаз газ — жидкость. а следовательно, увеличивает эффективность (см. фиг. 1).

Выполнение продольных выступов под угIoM 90 к виткам проволочной спирали обеспечивает максимальное перемешивание пристенного пограничного слоя жидкости, движу!цейся между витками спирали, так как жидкость не скользит вдоль выступов турбулизирующей втулки. а полностью обтекает их, интенсивно при этом перемешиваясь, образуя отрывные зоны в пограничном слое.

Наличие наклона витков проволоки на !

О- -60 к оси насадки обеспечивает интенс!IBHую крутку жидкости между выступами проволочной спирали, что способствует возникновению центробежнои си Ihl, которая увеличивает удерж ива)о (ую спосо ihocть жидкости на поверхности трубчатой s:.Ica )ки и тем самым увеличивает вр ",)я 11ребывания жидкости в зоне контакта I ÿ 3 (пар ) жидкость, что в конечном итоге приводит к увеличению эффективности. Угол наклона витков проволоки 10 — 60 зависит от расхода жидкости и ее физических свойств. !

1ясядка работает следующим образом.

;гКидкость постх пает в кольцевой зазор ряс)!редел;пслк жидкости 2 1 1, проходя там меж(!у витками проволочной спирали. приобретает вращательное движение, я затем движется между витками нроволо)ной cïèряли 3, интенсивно перемен)ивяясь. всле ствие обтекания выступов 5 турбулизирую;и.!l !ставки, при этом она взаимодействует газом (паром), который движется вдоль поис(:х1!ости трубчатой насадки и интеHcl вно

1472083

Формула изобретения

1 /аз

Никас ть фи2..>

Составитег>ь С.. Ьаранова

Редактор Л. Весегговская Т< кред И. Вере !Соррек,<>и М. Ма. им >и><

Заказ !4IO, 7 Тираж 600 !!одиисиое

ВНИИ!!! Государственного комитета ио изобг>е>синям и открьaиям ири Гlxl I I .< Р ! !3035, Москва, Ж вЂ” З5. Р<>< шская и;>б.. д. 4, ;>

Производственно-издательский комбинат <(!атеит», г. Уж:о!и>д, <л. I и:;>

3 псремен<ивается, обтекая вь>ступы проволочной спирали.

Таким образом, установка витков проволочной спирали в кольцевом зазоре распределителя жидкости и на поверхность турбулизирующей втулки при соблюдении отношения d/6)1 обеспечивает увеличение эффективности и производительности, что в конечном итоге уменьшает высоту аппарата и снижает энергозатраты на перекачку жидкости.

Насадка для пленочного аппарата, содержащая цилиндрическую трубку, коаксиально размегценный с кольцевым зазором распределитель жидкости и проволочную спираль, установленную в трубке, отличаюи4аяея тем, что, с целью увеличения эффективности за счет турбулизации фаз и увеличения удерживающей способности по жидкости, она снабжена расположенным в полости трубы плотно к ее поверхности на всю длину стаканом, выполненным с продольными выступами на внутренней поверхности, проволочная спираль размещена «а выступах, верхняя часть спирали установлена в кольцевом зазоре, при этом отношение диаметра проволоч!<ой спирали и шири!н кол ьцевого зазора ра в но с1/6) 1, 2. Насадка по п. 1, отличаюи!аяея тем. что продольные выступы на поверхности турбулизирующего стакана наклонены к виткам проволочной спирали под углом 90 .

3. Насадка по п. 1, отличаю ца