Теплообменная секция пленочного аппарата

 

Изобретение относится к пленочным аппаратам, предназначенным для проведения теплои массообменных процессов в химической и микробиологической промышленности, и позволяет увеличить эффективность, производительность аппарата и снизить высоту аппарата. Теплообменная секция пленочного аппарата содержит корпус с камерой для подачи теплоносителя, цилиндрические трубы, распределители жидкости, кольцевую спираль, размещенную внутри трубы. Спираль выполнена полой и соединена полостью с камерой для подачи теплоносителя, при этом отношение наружного диаметра витка спирали к внутреннему диаметру цилиндрической трубы равно 0,88-0,98. Кроме того, на поверхности спирали выполнены кольцевые канавки, а секция снабжена турбулизирующими рабрами. Жидкость стекает по внутренней поверхности цилиндрической трубы между витками полой кольцевой спирали в виде жидкостной пленки, которая совершает вращательно-поступательное движение, а также обтекает с обеих сторон витки кольцевой спирали. При этом происходит интенсивный теплои массообмен. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК щ) В 01 D 1/08, 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbtTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4653090/23-26 (22) 21.02.89 (46) 07.12.90. Бнл . ¹ 45 (71) Сибирский технологический институт (72) Н. А. Войнов, А, А. Юдаков, Н. М. Коновалов и Н. А. Николаев (53) 66.048,54 1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1472083, кл. В 01 D 3/28, 1987.

I (54) TEIIJIOOBNEIIHAH СЕКЦИЯ ПЛЕНОЧНОГО

АППАРАТА (57) Изобретение относится к пленочным аппаратам, предназначенным для проведения тепло- и массообменных npolцессов в химической и микробиологической промышленности, и позволяет увеличить эффективность, производительность аппарата и снизить высоту аппарата. Теплообменная секция пленочного

Изобретение относится к пленочным аппаратам для проведения теплообмена, тепломассообмена с целью осуществления выпаривания, испарения, культивирования микроорганизмов и может найти широкое применение в химической, микробиологической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является увеличение эффективности, производительности я снижение высоты аппарата.

На фиг. 1 представлена теплообменная секция пленочного аппарата, общий вид; на фиг ° 2 — часть витка полой спирали с нанесенными на ее поверхности кольцевыми канавками; на фиг. 3— цилиндрическая труба.

„,80„„16) 1360 А 1

2 аппарата содержит корпус с камерой для подачи теплоносителя, цилиндрические трубы, распределители жидкости, кольцевую спираль, размещенную внутри тру бы. Спираль выполнена полой и соединена полостью с камерой для подачи теп Iлоносителя, при этом отношение наружного диаметра витка спирали к внутреннему диаметру цилиндрической трубы равно 0,88-0,98. Кроме того, на поверхности спирали выполнены кольцевые канавки, а секция снабжена турбулизи-. рующими ребрами. Жидкость стекает по внутренней поверхности цилиндрической трубы между витками полой кольцевой спирали в виде жидкостной пленки, коЮ торая совершает вращательно-поступательное дрижение, а также обтекает с обеих сторон витки кольцевой спирали.

Прн этом происходит интенсивный тепло- и массообмен. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

° ш

Теплообменная секция пленочного аппарата состоит из корпуса 1, горизонтальных перегородок 2, образующих ка»йю меру 3 для подачи теплоносителя, цилиндрических труб 4, в верхней части которых установлены распределители 5 жидкости, выполненные в виде патрубков. В цилиндрических трубах 4 установлены полые кольцевые спирали 6 с полостью 7, сообщенной с камерой 3 для подачи теплоносителя каналами 8 ю »

На поверхности кольцевой полой спи- Й рали 6 выполнены кольцевые канавки 9, На наружной и внутренней поверхности полой кольцевой спирали 6 закреплены турбулизирующие ребра 10. При этом отношение наружного диаметра 1 вит1611360 лопередачу вследствие проскока основной части жидкости в выполненный зазор, уменьшает время контакта.

Наличие на поверхности кольцевой спирали кольцевых канавок позволяет дополнительно перемешивать слои жид костной пленки, прилегающие к поверх ности витков кольцевой спирали, что естественно улучшает эффективность теплообмена.

Наличие на наружной или на внутренней поверхности витков кольцевой спирали турбулизирующих ребер, установленных вдоль оси аппарата, обеспечивает дополнительную турбулизацию жидкостной пленки за счет обтекания ребер. Жидкостная пленка в цилиндрической трубе имеет сложное движение: совершает вращательно-поступательное движение между витками спирали и обтекает каждый виток спирали с внутренней и наружной ее стороны„ ка спирали к внутреннему диаметру d, ннлнндрн и ской трубы 0,88-0,98.

Тепло бменная секция пленочного аппарата работает следующим образом.

0брабатываемая жидкость поступает в зазор, образованный распределителем

5 жидкости и внутренней поверхностью цилиндрической трубы 4, и, попав меж ду витками кольцевой полой спирали

6, приобретает вращательно-посту- нательное движение, начинает пе-

1фемещаться вниз, обтекая витки полой пирали 6, образуя слой толщиной 5—

25 мм жидкостной пленки, которая при

Этом перемешивается за счет обтекания ребер 10 и канавок 9. При этом интенСивно идет передача тепла от теплоносителя, поступающего.в камеру 3 и в полость 7 спирали 6 через каналы 8, в обрабатывающую жидкость.

Эффективность обусловлена увеличеНием поверхности теплообмена„ турбули зацией жидкостной пленки и увеличени1 ем времени ее пребывания в зоне контакта, Увеличение поверхности теплообмена обусловлено тем, что тепло передается не только через поверхность цилиндрических труб, но и через поверхность полой кольцевой спирали, которую омывает жидкостная пленка.

Это позволяет увеличить поверхность теплоотдачи в 1,3-1,6 раз. Увеличение турбулизации жидкостной пленки обусловлено тем, что жидкостная пленка не только вращается между витками полой, кольцевой спирали, но и обтекает ее ;витки с обеих сторон дополнительно

;при этом турбулизируясь,. кроме того это увеличивает и время пребывания жидкостной пленки в зоне контакта.

Наличие отношения наружного диаметра витка кольцевой спирали Йс к внутреннему диаметру цилиндрической трубы d, равного d /d = 0,88-0,98, позволяет части жидкостной пленки перемещаться между внутренней стенкой цилиндрической трубы и наружными витками полой спирали, что дополнительно турбулизирует жидкост, "50 ную пленку, увеличивает поверхность теплообмена, повышает коэффициент теплоотдачи, При соотношении dc d > 0,98 происходит забивание зазора между стенкой трубы и полой спиралью, что не 55 эффективно. При dc d + 0,88 увеличивается зазор, что не позволяет придать вращательно-поступательное движение жидкостной пленки, а это снижает тепТаким образом, наличие кольцевой спирали, выполненной полой, полость которой сообщена с полостью камеры для подачи теплойосителя каналами, соблюдение отношения диаметров 0,880,98, а также наличие ребер и канавок на поверхности витков полой спирали позволяют увеличить производительность, повысить эффективность и уменьшить высоту аппарата, что снижает себестоимость выпускаемого продукта, Формула и з о б р е т е н и я

1 ° Теплообменная секция пленочного аппарата, содержащая корпус с камерой для подачи теплоносителя, ограниченной горизонтальными перегородками, цилиндрические трубы, распределители жидкости, установленные в верхней части труб и выполненные в виде патрубков, кольцевую спираль, размещенную Внутри труб, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности, производительности и снижения высоты аппарата, кольцевая спираль выполнена полой, а полость спирали посредством каналов сообщена с камерой для подачи. теплоносителя, при этом отношение наружного диаметра витка спирали к внутреннему диаметру цилиндрической трубы равно 0,88-0,98. !

2. Секция поп. 1, о тличаю щ а я с я тем, что на поверхности спирали выполнены кольцевые канавки, ными вдоль оси трубы на наружной и внутренней поверхностях витков кольцевой спирали.

5 1611360

3. Секция по и. 1, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что она снабжена турбулизирующими ребрами, установлен)6!)360

Составитель A. Никитин

Техред Л.Олийнык Корректор М, )))ароши

Редактор И, Горная

Заказ 3784

Тираж 567

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101