Регулярная насадка для тепломассообменных аппаратов

Регулярная насадка для тепломассообменных аппаратов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к конструкции регулярной насадки и предназначено для проведения тепломассообменных процессов, в частности, для утилизации теплоты продуктов сгорания природного газа на энергетических установках при противоточном действии газа и жидкости. Целью изобретения является повышение эффективности процессов тепломассообмена путем обеспечения поперечного перемешивания и распределения жидкой и газовой фаз по сечению насадки. Насадка содержит параллельно расположенные вертикальные горизонтально гофрированные листы. В вершинах гофров листов выполнены щели, при этом на соседних разнонаправленных гофрах щели расположены в шахматном порядке, а длина щелей больше ширины перемычек. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 J !9/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С5

CO

Ж

CO

ОЪ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4404562/31-26 (22) 05.04.88 (46) 23.11.90. Бюл. № 43 (71) Винницкий политехнический институт (72) В. В. Бужинский, С. И. Ткаченко, Ю. К. Пинчук, Е. С. Корженко и А. И. Коливашко (53) 66.074.513 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1194469, кл. В 01 D 53/20, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 183185, кл. В 01 D 53/20, 1966. (54) РЕГУЛЯРНАЯ НАСАДКА ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ (57) Изобретение относится к конструкции регулярной насадки и предназначено для

Изобретение относится к области устройств для проведения тепломассообменных процессов в условиях контактного противоточного взаимодействия газов и жидкостей, предназначено для утилизации теплоты продуктов сгорания энергетических установок и может применяться для проведения других тепломассообменных процессов: очистки газов от пыли, кондиционирования воздуха и т. д.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса тепломассообмена путем обеспечения поперечного перемешивания и распределения жидкой и газовой фаз по сечению насадки.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство, регулярная насадка; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3— схема распределения жидкости в каналах насадки.

Регулярная насадка состоит из гофрированных листов 1, установленных взаимопараллельно с образованием зигзагообразных каналов 2. В вершинах гофров выполнены щели 3, при этом на соседних разноÄÄSUÄÄ 1607906 A 1

2 проведения тепломассообменных процессов, в частности для утилизации теплоты продуктов сгорания природного газа на энергетических установках при противоточном действии газа и жидкости. Целью изобретения является повышение эффективности процессов тепломассообмена путем обеспечения поперечного перемешивания и распределения жидкой и газовой фаз по сечению насадки. Насадка содержит параллельно расположенные вертикальные горизонтально гофрированные листы. В вершинах гофров листов выполнены щели, при этом на соседних разнонаправленных гофрах щели расположены в шахматном порядке, а длина щелей больше ширины перемычек. 3 ил. направленных гофрах щели расположены в шахматном порядке, а длина щелей больше ширины перемычек 4.

Насадка работает следующим образом.

Подача газа осуществляется снизу, подача жидкости — сверху. Насадка предназначена для работы в режиме подвисания жидкой фазы, характеризующимся диспергированием жидкости в пространство каналов 2. Жидкость стекает по поверхностям гофрированных листов I к верхним кромкам щелей, откуда под действием сил инерции и потока газа срывается в виде капель и струй в пространство каналов 2. Возле каждой вершины зигзагообразного канала 2 образуется веер жидкой фазы, состоящей из наиболее крупных капель и струй, и вихрь, образующийся за вершиной по ходу газа. Основная масса жидкости переносится в веере, ограниченном векторами а и с. При этом можно определить следующие потоки жидкой фазы:

1. По направлению вектора а, т. е. на противоположный смежный лист 1, выше щели 3.

Вся жидкость из этого потока срывается с

1607906

Формула изобретения

50 з кромки щели 3 смежного листа 1 и попадает в соседний канал, т. е. участвует в поперечном перемешивании.

2. По направлению вектора в жидкость переносится в соседний канал непосредственно через щель в смежном листе и тоже участвует в поперечном перемешивании.

3. По направлению вектора с жидкость переносится на противоположный смежный лист 1 в зону, расположенную ниже щели 3.

Эта часть жидкости не участвует в поперечном распределении жидкой фазы по сечению насадки, но наличие этой части жидкости необходимо в общем случае для осуществления противотока.

Расположение веера относительно каждой вершины гофра, а также угол его раскрытия зависит от соотношения расходов газовой и жидкой фаз.

К основным потокам следует отнести поток жидкости, отсепарированный из вихря, по направлению вектора d.

Существует еще один поток — на верхнюю ступень взаимодействия (брызгоунос), но он не является основным в рабочем диапазоне насадки.

Ширина щелей в соответствии с формулой 1=(Н+6) 0,45 — 0,55 определена экспериментально из условия исключения перекрытия каплями жидкости кромок щелей при малых нагрузках по газовой фазе, а также из ссюбражений целесообразности, поскольку, с одной стороны, при увеличении щелей вырождается их влияние на поперечное перемешивание жидкой фазы, с другой стороны, особенно при малых значениях 6, увеличение ширины щели приводит к нарушению гидродинамического режима процесса диспергирования вследствие того, что исчезает сама геометрия зигзагообразного канала, уменьшается и количество активных взаимодействий жидкой и газовой сред в единице высоты насадки, т. е. снижается эффективность насадки.

Пример. Экспериментально проводилось сравнение гофрированных насадок без выполнения щелей в вершинах гофр и со щелями. Эксперименты проведены на трехканальной лабораторной колонке. В качестве парогазовой смеси использовался наружный воздух, смешанный с водяным паром. Образованная таким образом паровоздушная смесь подавалась в нижнюю часть колонки.

Вода подводилась сверху. Контролировались режимные параметры смеси и воды на входе и выходе, а также расход наружного воздуха и воды на входе. Эксперименты проведены для двух типоразмеров насадок, причем насадки с углом гофрирования 90 была

23

З0

40 выполнена как со щелями, так и без них.

Опыты 1 и 2 проведены для насадки высотой

Н„=720 мм, расстояние по горизонтали между гофрированными поверхностями о=70 мм, период гофрирования 2Н=120 м, угол гофрирования а=90, причем для насадки со щелями ширина щелей составляет 3=10 мм.

Опыт 3:H„=360 мм; 6=70 мм, 2Н=180 мм, а=116, 1=10 мм.

Таким образом, за счет выполнения щелей в вершинах гофров достигается, по сравнению с известной насадкой, повышение эффективности процессов тепломассообмена в режиме диспергирования жидкой фазы и снижение аэродинамического сопротивления.

Повышение эффективности достигается в результате того, что:

1. Исключаются протечки жидкости на поверхности насадки. В отличие от известной насадки вся жидкость в режиме диспергирования переносится с верхних кромок щелей в пространство каналов и далее на смежную гофрированную поверхность.

2. Осуществляется поперечное перемешивание газовой, а особенно жидкой фазы, равномерное распределение обеих фаз по сечению насадки, что обеспечивает снижение требований к начальному распределению жидкости, т. е. появляется возможность упрощения конструкции распределителей жидкости. Увеличивается длина пути жидкой и газовой фаз. Часть жидкости и газа совершает перекрестно-противоточное движение.

В известной насадке отсутствует поперечное перемешивание.

Аэродинамическое сопротивление насадки снижается вследствие того, что: возможно увеличение угла гофрирования )120 без нарушения гидродинамики режима дислергирования, т. е. снижается сопротивление сухой насадки; происходит равномерное распределение жидкости по сечению насадки.

Особенно это сказывается при неравномерном орошении.

Регулярная насадка для тепломассообменных аппаратов, содержащая параллельно расположенные вертикальные горизонтально гофрированные листы, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности процесса тепломассообмена путем обеспечения поперечного перемешивания и распределения жидкой и газовой фаз по сечению насадки, вершины гофров листов выполнены с щелями, при этом на соседних разнонаправленных гофрах щели расположены в шахматном порядке, а длина щелей больше ширины перемычек.

1607906

Ходкость

1607906

/аз дд g

Составитель С. Баранова

Редактор В. Бугренкова Техред А, Кравчук Корректор Л. Патай

Заказ 3580 Тираж 418 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская на 6., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r Ужгород, ул. Гагарина, 101