Устройство для тепломассоэнергообмена

Изобретение относится к устройствам для тепломассоэнергообмена жидких, газовых, газожидкостных смесей, взвесей и дисперсий в механо-физико-химических процессах превращения акустическим способом. Устройство содержит корпус с входным и выходным патрубками, вихревую камеру с вихревыми трубами, снабженными тангенциальными каналами, П-образную в поперечном сечении крышку, закрывающую вихревые трубы, перегородку, установленную в месте пересечения вихревых труб, с возможностью осевого перемещения, продуктовую камеру, образованную корпусом и входным патрубком, акустическую камеру, образованную корпусом и выходным патрубком, и кольцевая камеру, образованную между корпусом и боковой стенкой крышки, и сообщенную с продуктовой камерой и тангенциальными каналами. Изобретение обеспечивает повышение эффективности тепломассоэнергообмена. 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для тепломассоэнергообмена жидких, газовых, газожидкостных смесей, взвесей и дисперсий в механо-физико-химических процессах превращения акустическим, например ультразвуковым, способом.

Известно устройство интенсификации тепломассоэнергообмена, содержащее напорную продуктовую камеру, по меньшей мере две вихревые трубы, сообщенные между собой с помощью частичного пересечения их по образующим и объединенные на выходе акустической камерой. Вихревые трубы, направленные по ходу течения продукта, расположены по окружности и каждая состоит из входной вихреформирующей части, переходной части и выходной вихревзаимодействующей части, при этом вихреформирующие части вихревых труб выполнены раздельными между собой и сообщены тангенциальными пазами с центральной камерой, расположенной по осевой, и с кольцевой камерой, расположенной снаружи вихреформирующих частей вихревых труб, переходные части вихревых труб выполнены коническими с вершинами, обращенными к вихреформирующим частям, а вихревзаимодействующие части вихревых труб частично пересечены по образующим друг с другом и с акустической выходной камерой, расположенной по осевой [Патент РФ №2310503, кл. B01J 19/10, опубл. 20.11.2007].

Недостатки этого устройства заключаются в том, что наличие переходной части вихревых труб, выполненных коническими с вершинами, обращенными к вихреформирующим частям, снижает тангенциальную скорость, а это уменьшает сдвиговые напряжения трущихся вихревых потоков в вихревзаимодействующие части вихревых труб, что в свою очередь приводит к снижению кавитационной деструкции агрегатного состояния продукта и снижает интенсивность тепломассоэнергообмена. Кроме того, длина вихреформирующих и вихревзаимодействующих частей вихревых труб выбрана произвольно, что не соответствует оптимальным условиям создания максимально интенсивного тепломассоэнергообмена.

Наиболее близким к заявляемому объекту по технической сущности является устройство для тепломассоэнергообмена, содержащее по меньшей мере две вихревые трубы, сообщенные между собой с помощью частичного пересечения их по образующим, а затем объединенные общей акустической камерой [Патент РФ №2 268 772, кл. B01F 11/02, опубл. 27.01.2006 г.].

Недостаток данного устройства заключается в том, что в нем предусмотрена лишь вихревзаимодействующая часть, что не дает возможность формирования устойчивых тангенциально закрученных потоков и, как следствие, снижает эффективность тепломассоэнергообмена устройства. Кроме того, в устройстве не предусмотрено регулирование объема вихревзаимодействующей части вихревых труб.

Изобретение направлено на повышение эффективности тепломассоэнергообмена устройства за счет создания вихреформирующей части и обеспечения регулирования объема вихревзаимодействующей части вихревых труб.

Это достигается тем, что в устройстве для тепломассоэнергообмена, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, размещенной в корпусе вихревой камерой с вихревыми трубами, снабженными тангенциальными каналами и закрытыми крышкой, при этом корпус с входным патрубком образует продуктовую камеру, а с выходным патрубком - акустическую камеру, согласно изобретению крышка выполнена П-образной в поперечном сечении, при этом между боковой стенкой крышки и корпусом образована кольцевая камера, которая сообщена с продуктовой камерой и тангенциальными каналами, а в месте пересечения вихревых труб установлена с возможностью осевого перемещения перегородка.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство для тепломассоэнергообмена; на фиг. 2 - то же, в разрезе.

Устройство для тепломассоэнергообмена содержит корпус 1 с входным патрубком 2 и выходным патрубком 3. В корпусе 1 размещена вихревая камера 4 с вихревыми трубами 5 и 6, закрытыми П-образной в поперечном сечении крышкой 7. При этом корпус 1 с входным патрубком 2 образует продуктовую камеру 8, а с выходным патрубком 3 - акустическую камеру 9. Между боковой стенкой П-образной крышки и корпусом 1 образована кольцевая камера 10, сообщенная с продуктовой камерой 8. Вихревые трубы 5 и 6 соединены тангенциальными каналами 11 с кольцевой камерой 10. В месте пересечения вихревых труб 5 и 6 установлена с возможностью осевого перемещения перегородка 12, которая образует в вихревых трубах 5 и 6 вихреформирующие зоны.

Устройство работает следующим образом.

Продукт под давлением подают по входному патрубку 2 в напорную продуктовую камеру 8, которая распределяет его в кольцевую камеру 10. По тангенциальным каналам 11 продукт входит в виде струйных истечений в вихреформирующие зоны, образованные вихревыми трубами 5 и 6 и перегородкой 12, и закручивается в виде вихревых спиралевидных потоков. В этой зоне вихревых труб происходит выравнивание скоростей потоков, формирование стабильных и равнозначных по гидродинамическим режимам раздельных вихрей. Раздельные вихри в своем дальнейшем передвижении по спиралеобразной траектории попадают в вихревзаимодействующие зоны, не ограниченные перегородкой 12, т.е. в пространство, где вихревые трубы сообщены друг с другом, образуя зону вихревзаимодействия. В результате этого происходит акустическое возбуждение продукта - ультразвуковая кавитация, что ведет, в итоге, к деструкции агрегатного состояния продукта и активизации химических связей. Длительность и мощность акустического возбуждения зависят от объема зоны вихревзаимодействия, которое регулируется подвижной перегородкой 12 путем ее продольного (осевого) перемещения. На выходе из вихревзаимодействующих зон вихревых труб 5 и 6 в результате их частичного пересечения по образующим происходит возбуждение при разрушении вихрей в полости акустической камеры 9, т.е. происходит концентрация энергии в ограниченном пространстве. Это обстоятельство увеличивает эффективность тепломассоэнергообмена, ускоряет процессы физико-химических превращений. Обработанный продукт выводят на использование через выходной патрубок 3. Регулируя объем вихревзаимодействующих зон с помощью подвижной перегородки 12, обеспечивают создание оптимального режима интенсивного тепломассоэнергообмена в зависимости от давления и реологических свойств обрабатываемой среды.

Как видно, предлагаемое устройство обеспечивает создание вихреформирующей зоны и дает возможность регулировать объем вихревзаимодействующей зоны вихревых труб и в итоге повышает по сравнению с прототипом эффективность тепломассоэнергообмена.

Таким образом, использование предлагаемого устройства для тепломассоэнергообмена позволит регулировать и подбирать оптимальный режим тепломассоэнергообмена и мощность акустического воздействия на продукт в ограниченном пространстве, что не достигается в устройстве по прототипу.

Устройство для тепломассоэнергообмена, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, размещенным в корпусе вихревой камерой с вихревыми трубами, снабженными тангенциальными каналами и закрытыми крышкой, при этом корпус с входным патрубком образует продуктовую камеру, а с выходным патрубком - акустическую камеру, отличающееся тем, что крышка выполнена П-образной в поперечном сечении, при этом между боковой стенкой крышки и корпусом образована кольцевая камера, которая сообщена с продуктовой камерой и тангенциальными каналами, а в месте пересечения вихревых труб установлена с возможностью осевого перемещения перегородка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке воды или нефти инфранизкочастотными акустическими колебаниями и может быть использовано в физиотерапии, промышленности и сельском хозяйстве.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения биологически активных веществ из грибов. Способ получения биологически активных веществ из грибов включает измельчение грибного сырья до частиц размером не более 0,2 мм, далее измельченное сырье замораживают при температуре 15-20˚С в течение не менее 2-х часов, замороженное сырье облучают потоком ускоренных электронов с энергией 2,5-5 МэВ и дозе 16-20 Мрад, полученных в импульсном линейном ускорителе, после смешивают обработанное грибное сырье с жидким экстрагентом и выдерживают смеси в течение времени, при температуре и давлении, достаточных для наибольшего выхода целевых биологически активных веществ из сырья и растворения их в жидком экстрагенте с последующим отделением целевого продукта от экстрагента.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения наноструктурированных порошков ферритов включает получение смеси соли азотной кислоты и по крайней мере одного оксидного соединения металла, ультразвуковую обработку, термообработку и фильтрацию.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения биологически активных продуктов из пантов. Способ получения биологически активных продуктов из пантов характеризуется тем, что в качестве сырья используют свежесрезанные панты и кожу или консервированные основу и кожу, при этом сырье подвергают переработке, сначала путем ферментативного гидролиза каждого вида сырья отдельно под воздействием ультразвуковых колебаний, сначала под действием фермента СГ-50 и далее фермента папаина, гидролизаты каждого сырья после ферментативного гидролиза фильтруют, а жмыхи направляют на дальнейшую переработку, где каждый жмых отдельно подвергают спиртовой экстракции, после чего проводят фильтрацию и экстракты от каждого вида сырья объединяют с экстрактами, полученными после ферментативного гидролиза, а жмыхи по отдельности подвергают высокотемпературной водной экстракции, а после фильтрации каждого экстракта их объединяют с экстрактами от предыдущих стадий переработки, причем жмыхи от переработки основы панта сушат в вакууме и измельчают, а жмых от переработки кожи утилизируют, при определенных условиях.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к извлечению металлов из тяжелого нефтяного сырья, и может быть использовано при обогащении углеродсодержащего сырья различного происхождения.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения биологически активного продукта из кожи марала. Способ получения биологически активного концентрата из кожи маралов, заключающийся в том, что кожу измельчают до состояния фарша и подвергают ферментативному гидролизу с последующей экстракцией под действием ультразвуковых колебаний, при этом ферментативный гидролиз проводят в присутствии ферментов пепсина и папаина, причем фермент пепсин вводится в процесс в начале экстрагирования смеси, а папаин - в середине временного периода процесса экстракции, после фильтрации осуществляют сушку экстракта при определенных условиях.

Изобретение относится к технологии получения окислительно-стойких ультравысокотемпературных керамических композиционных материалов состава MB2/SiC, где М=Zr и/или Hf с нанокристаллическим карбидом кремния, которые могут быть использованы в качестве окислительно-, химически- и эрозионно-стойких материалов в потоках воздуха при температурах выше 2000°С, для создания авиационной, космической и ракетной техники, отопительных систем, теплоэлектростанций, а также в технологиях атомной энергетики, в химической и нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к извлечению ультрадисперсных алмазов из сырья импактного происхождения, и может быть использовано при переработке кимберлитовых руд.

Изобретение относится к технологии получения соединений, относящихся к группе сложных оксидов со структурой граната, легированных щелочными и щелочноземельными элементами и элементами 3d группы, которые могут быть применены для изготовления различных люминесцентных материалов в оптоэлектронике, в том числе для изготовления светодиодных источников освещения.

Изобретение относится к устройству (1), предназначенному для манипулирования объектами (О), находящимися в канале (2) внутри текучей среды (F), в частности жидкости. Устройство включает в себя - канал (2), идущий вдоль продольной оси (X), причем канал (2) имеет поперечное сечение с шириной (L), измеренной вдоль первой поперечной оси (Y), и толщиной (е), измеренной вдоль второй поперечной оси (Z), перпендикулярной к первой.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к флотационному процессу разделения минеральных частиц любой крупности. Может быть также использовано для очистки сточных вод, в химической промышленности и других отраслях производства, где необходима аэрация жидкости.

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в двухтопливных системах питания автотракторных дизелей при смешивании минерального и растительного компонентов смесевого топлива.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложено устройство для ультразвуковой обработки жидкости и/или суспензий, содержащее корпус, выполненный в виде конусной воронки с гладкими стенками, в верхней части которого тангенциально по касательной к окружности верхнего сечения встроен входной патрубок, в нижней части корпус переходит в цилиндр.

Изобретение относится к устройствам для смешивания, гомогенизации и диспергирования систем с жидкой средой и может быть использовано для приготовления водотопливных, маловязких и вязких эмульсий.

Изобретение относится к области приготовления эмульсий и суспензий и может быть использовано в топливной, энергетической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности при изготовлении водотопливных, маловязких и вязких эмульсий.

Изобретение относится к установке для крекинга нефти, а также к способу крекинга нефти, осуществляемому на данной установке. Установка содержит устройство для обработки сырья, выполненного в виде ультразвукового активатора, сообщенного с нагревателем и устройством для выделения конечных продуктов.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Устройство для определения влагосодержания нефти содержит первичный измерительный преобразователь, выполненный в виде СВЧ-генератора с волноводом, в полости которого размещен контрольный участок трубопровода, выполненный из материала, прозрачного для волн СВЧ, ультразвуковой проточный реактор-диспергатор, установленный на трубопроводе до его контрольного участка, и блок контроля и обработки параметров, к входам которого подключены датчик расхода транспортируемого по трубопроводу нефтепродукта, установленный до ультразвукового проточного реактора-диспергатора, и датчики температуры нефтепродукта, размещенные до и после контрольного участка трубопровода.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива, содержащий ультразвуковой пьезоизлучатель 2, размещенный в полости корпуса 3 смесителя биологического и минерального компонентов топлива, электронный блок управления 5 с питанием постоянным напряжением (+12 В), состоящий из стабилизатора напряжения 4, задающего генератора импульсов 9, трансформатора 8 и высокочастотного генератора импульсов 7, соединенного электропроводами 4 с излучателем 2.

Изобретение относится к биохимии. Предложен способ изготовления жидких стерильных питательных сред.

Изобретение относится к ультразвуковым устройствам для обработки суспензий, гелей и жидкостей и может быть использовано для получения путем организации процессов перемешивания, эмульгирования и диспергирования, высокогомогенных нанодисперсий, а также прямых и обратных эмульсий, состоящих из взаимно нерастворимых жидкостей.

Изобретение относится к устройствам для тепломассоэнергообмена жидких, газовых, газожидкостных смесей, взвесей и дисперсий в механо-физико-химических процессах превращения акустическим способом. Устройство содержит корпус с входным и выходным патрубками, вихревую камеру с вихревыми трубами, снабженными тангенциальными каналами, П-образную в поперечном сечении крышку, закрывающую вихревые трубы, перегородку, установленную в месте пересечения вихревых труб, с возможностью осевого перемещения, продуктовую камеру, образованную корпусом и входным патрубком, акустическую камеру, образованную корпусом и выходным патрубком, и кольцевая камеру, образованную между корпусом и боковой стенкой крышки, и сообщенную с продуктовой камерой и тангенциальными каналами. Изобретение обеспечивает повышение эффективности тепломассоэнергообмена. 2 ил.

Наверх