Устройство для обработки воздуха

 

Изобретение относится к кондиционированию воздуха и позволяет интенсифицировать тепломассообмен, снизить гидравлическое сопротивление и уменьшить габариты. В корпусе 17 установлена цилиндрическая камера 1 с активным соплом 20 и тангенциальными патрубками 3 подвода воздуха, камера 1 опущена в емкость 4 с охладителем.жидкости 6. вы полненным в виде плоского теплообменника, состоящего из секций 11, на верхней части которых расположено или сопло 14, или трубка 15, секции 11 соединены трубопроводом 12, а последняя - с лабиринтовым каналом 10. образованным стенкой 5 и корпусом , на емкости 4 установлен насос 5 для откачки жидкости, подающий ее к соплу 20. Емкость 4 отделена перегородкой 21 от корпуса 17, а выходной воздушный патрубок имеет сепаратор 8. Жидкость, подаваемая к соплу 20, закручивается воздухом, подаваемым через патрубки 3, и попадает на поверхность жидкости в емкости 4, турбулизуя ее, а обработанный воздух через выходной патрубок 8 уходит к потребителю. При этом жидкость через вентиль 16, подаваемая к соплам 14, вызывает в трубках 15 автоколебания жидкости с возникновением резонанса , что приводит к дополнительному ее разбрызгиванию, образованию пены, что резко увеличивает тепломассообмен между воздухом и жидкостью и улучшает процесс осушки. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

«Ы„„1716267 А1 (я)з F 24 F 3/14, F 26 В 3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4637344/29 (22) 12.01.89 (46) 29.02.92. Бюл. й. 8 (71) Казанский научно-исследовательский и проектный институт химико-фотографической промышленности Производственного объединения "Тасма" (72) Ю.И.Осипенко. P.Ø.Àþïoâ и Ю.В.Никирягин . (53) 697.94(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР (Ф 1332106. кл. F 24 F 3/1.4, 1987. ненным в виде плоского теплообменника, состоящего из секций 11, на верхней части которых расположено или сопло 14, или трубка 15, секции 11 соединены трубопроводом 12, а последняя — с лабиринтовым каналом 10, образованным стенкой 5 и корпусом, на емкости 4 установлен насос 5 для откачки жидкости, подающий ее к соплу 20.

Емкость 4 отделена перегородкой 21 от корпуса 17, а выходной воздушный патрубок имеет сепаратор 8. Жидкость, подаваемая к соплу 20, закручивается воздухом, подаваемым через патрубки 3, и попадает на поверхность жидкости в емкости 4, турбулиэуя ее, а обработанный воздух через выходной патрубок 8 уходит к потребителю. При этом жидкость через вентиль 16, подаваемая к соплам 14, вызывает в трубках 15 автоколебания жидкости с возникновением резонан- у са, что приводит к дополнительному ее разбрызгиванию, образованию пены, что резко увеличивает тепломассообмен между воздухом и жидкостью и улучшает процесс осушки. 1 ил. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ B03- .

ДУХА (57) Изобретение относится к кондиционированию воздуха и позволяет.интенсифицировать тепломассообмен, снизить гидравлическое сопротивление и уменьшить габариты. В корпусе 17 установлена цилиндрическая камера 1 с активным соплом 20 и тангенциальными патрубками 3 подвода воздуха, камера 1 опущена в емкость 4.с охладителем.жидкости 6, выпол-Изобретение относится к кондициони- циальными патрубками 2 подвода воздуха и роаанию воздуха, к устройствам. обеспечи-":: . центральным патрубком 3 подвода жидковающим подачу воздуха с заданной сти; установленным B ее верхнем торце, емтемпературой и влажностью. . кость 4 для сбора жидкости с насосом 5 для

Келью изобретения является интенси- ee откачки, охладитель б жидкости и отводяфикация тепломассообмена, снижение гид- щий патрубок 7 с влагоотделителем 8. равлическогосопротивленияиуменьшение: Цилиндрическая камера 1 опущена в габаритов. емкость 4, последняя выполнена с двойной

На чертеже изображено устройство для :: стенкой 9, образующей лабиринтовый канал обработки. воздуха.::::- . "10, при этом внутри емкости 4 установлен

Устройство для обработки воздуха со- " " охладитель 6 жидкости, выполненный в видержит цилиндрическую камеру 1 с танген:--: де полого пластинчатого теплообменника, 1716267 состоящего из отдельных модулей 11, соединенных друг с другом трубопроводом 12. каждый модуль 11 снабжен снаружи сквозными цилиндрическими патрубками 13, причем выход охлаждающей жидкости иэ последнего модуля 11 соединен с входом в лабиринтовый канал 10, на каждом модуле

11 в его верхней части установлены соосно или сопло 14, или цилиндрическая трубка

15, имеющая с обоих концов острую кромку, а насос 5 соединен с патрубком 3 подвода жидкости и через вентиль 16 с соплами 14.

Цилиндрическая камера 1 помещена внутри прямоугольного корпуса 17, в боковую поверхность которого подведен патрубок 18 для подвода воздуха вентилятором

19, Центральный патрубок 3 снабжен активным соплом 20, Корпус 17 отделен от емкости 4 перегородкой 21. Выход охлаждающей жидкости из последнего модуля 11 соединен с входом s лабиринтовый канал 10 при помощи трубопровода 22.

Сепаратор 8 снабжен отводной трубкой, опущенной в нижнюю часть емкости 4.

На боковой стенке емкости 4 установлен переливной патрубок 23. Каждый модуль 11 теплообменника опирается на глухие перегородки 24. 8 качестве рабочей жидкости может быть раствор хлористого лития, а охлаждающей — этиленгликоль. !

Устройство для обработки воздуха работает следующим образом, Жидкая среда подается из емкости 4 насосом 5 в активное сопло 20 патрубка 3.

Истекая из сопла 20 в виде факела жидкости, она смешивается с воздушной средой, подаваемой вентилятором 18 во внутреннюю область прямоугольного корпуса 17 и далее через тангенциальные патрубки 2 во внутреннюю часть цилиндрической камеры 1.

Образовавшаяся вращающаяся жидкостногазовая смесь интенсивно закручивается.

За счет центробежных сил жидкость прижимается к внутренней поверхности цилиндрической камеры 1, образуя при этом плотный, непроницаемый для газа слой жидкости. При движении вдоль камеры 1 к пленке жидкости за счет разности парциальных давлений пара в воздухе и íà поверхности пленки происходит перенос влаги иэ воздуха и жидкости и вследствие этого происходит осушка воздуха. Теплота конденсации, получаемая за счет осушки воздуха, приводит к нагреву вытекающей иэ цилиндрической камеры 1 жидкости на 3-5 С.по сравнению с температурой, которую жидкость имеет на входе в активное сопло 20.

Разделение жидкостно-газового потока на газ и жидкость происходит в емкости 4, 5

20 при этом воздух с каплями жидкости проходит через сепаратор 8, отделяется ат капель и выходит в технологическую линию. Первичная сепарация воздуха or капель жидкости происходит при его выходе иэ цилиндрической камеры 1. Падая на поверхность жидкости в емкости 4, воздух вспенивает нагретую жидкость и интенсивно взаимодействует с ней. Кинетическая энергия закрученного потока воздуха преобразуется в потенциальную энергию давления, под действием которого жидкость в емкости

4 приходит в состояние движения.

Часть потока жидкости вытекает в зазор между боковой поверхностью стенки 9 емкости 4 и турбулизирует пограничный слой жидкости на стенке 9. При этом интенсифицируется обмен и нагретая жидкость передает тепло охлаждающей жидкости, движущейся в лабиринтовом канале 10 со скоростью 1 м/с, Другая часть нагретой жидкости проходит через сквозные цилиндрические патрубки 13 и в виде струй навстречу друг другу вытекает в полузамк25 нутое пространство, образованное боковыми поверхностями модулей 11 плоского теплообмен ника.

Часть потока жидкости, подаваемой под давлением насоса 5, направляется по тру30 бопроводу в сопла 14. Истекающая из сопла

14 струя взаимодействует с открытой с двух концов цилиндрической трубкой 15, имеющей острую переднюю кромку. Ось цилиндрической трубки 15 совпадает с осью струи

35 жидкости, диаметр цилиндрической трубки

15 равен выходному диаметру сопла 14.

Скорость истечения струи меняется в диапа зоне 7-26 м/с, расстояние между соплом и передней кромкой цилиндрической рубки

40 15 составляет 8-54 мм, длина трубки 1401130 мм, Взаимодействие струи с передней кромкой цилиндрической трубки 15 приводит к автоколебаниям и образованию в струе вихревых колец. Частота автоколеба45:.ний определяется расстоянием между соплом 14 и цилиндрической трубкой 15 и скоростью истечения струи. Скорость истечения струи регулируется открытием вентиля 16, установленного на подающем

50 трубопроводе жидкости. При приближении частоты автоколебаний к частотам собственных колебаний в цилиндрической трубке

15 возникает резонанс. Энергия акустического излучения при резонансе приблизи55 тельно пропорциональна шестой степени скорости истечения струи. Сопло 14 и цилиндрическая трубка 15 присоединены неподвижно к поверхности модуля 11 плоского теплообменника. Колебания цилиндрической трубки 15 передаются на по1716267 верхность плоского теплообменника и усиливают интенсивность теплообмена от нагретой жидкости к холодной стенке.

Параметры сопла 14 и цилиндрической трубки 15 выбраны таким образом, чтобы 5 достичь критической частоты колебаний, равной 50-.80 Гц. При значении критической частоты колебаниИ увеличение коэффициентов теплоотдачи составляет 2,5-2,7 раза по сравнению с теплоотдачей без наложе- 10 ния колебаний, Так как модули 11 плоского теплообменника соединены жестко между собой трубопроводом 12, то колебания поверхности одного модуля 11 передаются на поверхность другого. Таким образом, в пло- 15 ском теплообмен нике интенсивность теплоотдачи при наложении колебаний достигает значений 3,5-4,5 кВт/м к и в целом приближается к уровню, принятомудля лабиринто- вого канала 10, При этом существенно 20 уменьшается поверхность плоского теплообменника, необходимая для передачи требуемого количества тепла.

Колебания цилиндрической трубки 15 приводФг к дополнительному распылива- 25 нию жидкости на мелкие капли и поддержа-: нию.верхнего уровня жидкости в активном пенном состоянии;

Таким образом, вспенивание жидкости происходит за счет передачи энергии слою 30 жидкости от подаваемого перпендикулярно к слою закрученного; потока воздуха, э также за счет передачи энергии от вибрирующей в резонансном режиме цилиндрической трубки 15. Увеличение количества 35 жидкости, подаваемой открытием вентиля

16 в сопло 14, приводит к увеличению пенного слоя. С увеличением. высоты пенного слоя увеличивается эффективность массообмвна между воздухом и жидкостью, т.е. 40 процесс осушки воздуха улучшается.

Так как подача жидкости от насоса 5 в активное сопла 3 производится с более низкой температурой, то при равном коэффициенте орошения интенсивность осушки 45 воздухе увеличивается с понижением температуры жидкости. Это происходит за счет увеличения разности парциальных давлений паров влаги в воздухе и на поверхности капли жидкости, что является движущей силой, которая переносит влагу из воздуха в жидкость. Область применения вибрационных колебаний, создаваемых соплом 14 и цилиндрической трубкой 15, расширяется для жидкостей с малой вязкостью типа воды. Взаимодействие потока воздуха с пенным слоем жидкости, работающем в активном режиме, увеличивает интенсивность массообмена в 1,5 — 2,0 раза при равном коэффициенте орошения.

Устройство для обработки воздуха обеспечивает интенсификацию тепломассообмена.

Формула изобретения

Устройство для обработки воздуха, содержащее цилиндрическую камеру, с.тангенциальными патрубками подвода воздуха и центральным патрубком подвода жидкости, установленным в ее верхнем торце, емкость для сбора жидкости с насосом для ее откачки, охладитель жидкости и отводящий патрубок с влагоотделителем, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с -целью интенсификации тепломассообмена, сйижения гидравлического сопротивления и уменьшения габаритов, цилиндрическая камера выполнена с двойной антенной, образующей лабиринтный канал, и опущена в емкость, при этом внутри последней установлен охладитель жидкости, выполненный в виде полого пластинчатого теплообменника, состоящего из отдельных модулей, соединенных друг с другом трубопроводом, каждый модуль снабжен снаружи сквозными цилиндрическими патрубками, причем выход охлаждающей жидкости иэ последнего модуля соединен с входом в лабиринтный канал, на каждом модуле в его верхней части установлены соосно или сопло, или цилиндрическая трубка, имеющая с обоих концов острую кромку, а насос соединен с патрубком подвода жидкости и через вентиль с соплами.

1716267

Составитель Г.Турунов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор Н.Коляда

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

Заказ 601 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5