Способ произведения процесса теплои массообмена

 

О П И С А Н И Е ц676294

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.04.70 (21) 1434466/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.79. Бюллетень № 28 (51) М. Кл.2

В ОЮ 3/28

В 01D 1/22

Государственный комитет (53) УДК 66.048.541 (088.8) по делам изобретений (45) Дата опубликования описания 30.07.79 и открытий (72) Авторы изобретения A. Н. Марченко, Л. П. Перцев, А. Б, Тютюнников, О. Н. Соляник и В. М. Беспятов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССА ТЕПЛОИ МАССООБМЕНА

Изобретение относится к процессам тепломассообмена в тонком слое жидкости при дистилляции, ректификации, абсорбции и может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промышленности.

Известен способ проведения тепло- и массообменных процессов в тонком слое жидкости, распределяемом на внутренней поверхности вертикальной трубы вращающимся ротором, имеющим скребковые элементы, находящиеся в контакте с указанной поверхностью (1).

При вращении ротора скребковые элементы соскребают избыток жидкости с поверхности трубы, который в виде волны перемещается перед каждым скребковым элементом, перемешиваясь с жидкостью, находящейся в слое на поверхности трубы и одновременно двигаясь вдоль трубы под действием силы тяжести.

Однако для улучшения перемешивания жидкости с целью интенсификации процесса при переработке продуктов высокой вязкости необходимо увеличить скорость вращения ротора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, реализованный в аппарате, имеющем на роторе закрепленные

:кребки, которые при его вращении перемещают по внутренней поверхности аппарата стекающую в виде планки жидкость (2).

Интенсивность процессов тепло- и массопередачи при реализации такого способа ограничена и определяется допустимой скоростью вращения ротора, задаваемой из условий износа находящихся в контакте элементов корпуса аппарата и ротора, а также

10 из условия их механической прочности.

При этом не исключен проскок части жидкости в волне перед распределительными элементами без перемешивания с основным слоем.

15 Цель изобретения — интенсификация процесса тепломассообмена в тонком слое жидкости путем турбулизации слоя жидкости.

Поставленная цель достигается описы20 ваемым способом проведения процесса тепло- и массообмена, например, в роторном пленочном аппарате, заключающимся в создании окружных знакопеременных градиентов давления в стекающем слое жидкости

25 путем сообщения тонкому слою жидкости зна копеременного вращения.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. жидкость, подлежащая переработке, по30 дается в верхнюю часть трубы, где она под676294

Составитель Е. Сотникова

Редактор Т. Никольская Техред А. Камышиикова Корректор E. Хмелева

Заказ 1687/4 Изд. М 468 Тираж 877 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 хватыва ется, например, скреб ковым элементом ротора, совершающего знакопеременное вращение.

При этом каждый скребковый элемент перемещает перед собой волну «избыточной» жидкости, которая при изменении направления поворота отрывается от передней кромки и, продолжая двигаться по инерции, постепенно теряет свою первоначальную форму с одновременным снижением как окружной, так и вертикальной составляющей скорости. В этот момент жидкость, которая еще сохраняет некоторую окружную скорость, получает импульс от смежного скребка, направленный в обратную сторону и резко турбулизирующий стекающий поток.

Образуется новая волна из избыточной жидкости, перемещаемая скребком в обратную сторону.

Процесс разрушения волны и создания новой сопровождается интенсивным перемешиванием жидкости, находящейся в волне, с жидкостью, стекающей в слое, что снижает возможность прямого проскока ча- 25 стиц жидкости перед передней кромкой скребка вдоль всей трубы.

Характер процесса можно регулировать путем изменения частоты поворотного движения, угла поворота и числа скребковых 30 элементов.

Таким образом, попеременное изменение направления поворота скребковых элементов является фактором, позволяющим значительно сильнее турбулизовать стекающий 35 поток и улучшить его перемешивание, по сравнениям с непрерывным вращательным движением при сохранении одинаковой окружной скорости, и следовательно, интенсифицировать процесс тепло- н массоперсдачи.

Силы инерции, развивающиеся в роторе момент изменения направления поворота, не являются препятствием для осуществления предлагаемого способа, так как они гасятся тормозящим действием скребковых элементов, имеющих для этого достаточную поверхность контакта с внутренней поверхностью трубы, а также могут быть сведены к минимуму соответствующей конструцией приводного механизма, обеспечивающего оптимальный закон изменения скорости.

Формула изобретения

Способ проведения процесса тепло- и массообмена в тонком слое жидкости, например, в роторном пленочном аппарате, путем перемещения слоя обрабатываемой жидкости вдоль греющей поверхности с одновременным вращением, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью интенсификации процесса путем турбулизации слоя жидкости, слою жидкости сообщают знакопеременное вр ащение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 2460602, кл. 202 †2, 1951.

2. Патент США ¹ 3054444, кл. 159 — 6, 1963.