Устройство для взаимодействия газа (пара) с кольцевым вращающимся слоем жидкости

Устройство для взаимодействия газа (пара) с кольцевым вращающимся слоем жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИБЛЬСТВУ (11), 442807

Союэ Советских

Социалистических

Реслублик (бт) Зависимое от авт. свидетельства(22) Заявленс03.04.72 (2i) 1762390/ с присоединением ааявки— (51) MeKJI.

В 01d 3 30

В 01 3/20

Гоаударстеенный комнтет

Совета Инннстроа СССР по делам нэооретеннй н открытнй (32) Лриоритет—

Опубликовано 15.09.74 Б„)ллетеиь pro «@ (53) уйК

660.Х5.23.05

Дата опУбчикования описания 16, 12.74 р88 (72) Авторы изобретения

Е.И.Андреев, А.С.я(елдаков и В.И.Сынкова

ВПТБ

ФОЦ, ЭКСПЕРТОВ (73) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГАЗА (ПАРА}

С КОЛЬЦЕВЫМ ВРАЩАЮЩИМСЯ СЛО1И ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к аппара-I там для осуществления непосредственного контактного взаимодействия газа и ащкой среды при массо-и теплообмене в непрерывно протекающем слое жидкой среды.

Известно устройство для взаимо« действия газа (пара) с кольцевым вращающимся слоем жидкости, содержащее контактный элемент, установленный соосно, и имеющее в верхней и жней частях его патрубки ввода и вывода фаз. Недостаток устройства заключается в том, что оно не позволяет обеспечить непрерывный ввод жидкости в контактное устройство, что снижает его производительйость.

Цель изобретения — интенсификация процесса. Она достигается уста. ковкой тангейциальной в контактном элементе патрубка для жидкости, верхний срез которого расположен на уровне цижнего среза верхнего патрубка для газа. Верхний патру2 бок снабжен обечайкой, образующей с ним кольцевой зазор и прикрепленной к верхнему краю контактного элемента. Внутренняя поверхность б верхнего патруока выполнена в виде расположенных по спирали ребер, кромки которых отогнуты в сторону контактного элемента, что позволяет интенсифицировать процесс за

10 счет непрерывного ввода жидкости в контактный элемент.

На фиг.I — изсбражен продольный разрез устройства; на фиг,2 - разрез по А-А фиг.Х; на фиг.З - вид

16 сверху, Устройство содержит контактный алемент Х патоубок лля вывода газа ы, парубок 3 для ввода жидкости и патрубок 4 для слива жидкости,обе20 чайки 5,6. Контактнйй элемент может быть выполнен в виде решетки, состоящей из лопаток 7, обеспечивающих тангенциальный ввод газа в полость контактного элемента по

ы (всей окружности.

4%2801

Патрубок 3 для ввода щцкости в контактешй элеиееет Выпо åõåH с тангенциальным каналом, обеспечивающим подачу жеедкости в контактный элемент в направлении ввода газа.

Соединение патрубка 3 с обечайкой 5 контактного элемента выполнено у края решетки, образующеи контактный элемент. Газоотводящий патрубок 2 контактйого элемента lo входит Внутрь обечайки 5, образуя с внутреннеи поверхностью последней кольцевой зазор. Срез газоотзодящего патрубка расположен на уровне ртвессч для ввода жидкости. ы

Внутренняя поверхность газоотводящего патрубка выполнена в виде спирального канала, направление,навивки которого совйадает с направлением перемещения жидкости в слое. ю

Кромки этого спирального канала наклонены навстречу движению отводимого газа.

Полость обечайки 6 служит для

ОтВода кольцеВого слОя жидкости и 25 слива жидкости через патрубок 4.

Так как внутренний диаметр обечайки 6 больше внутреннего диаметра газораспределительной решетки, образующей контактный элемент, йере- ю мещение кольцевого слоя жщкости осуществляется за пределами зоны действия газового потоке. В обечайке 6 соосно установлен колпачок 8 конусной формы с отверстиями в вер- з хней части и радиалЬНые перегородки 9.

Устройство работает следующим образом.

Жидкость поступающая во.-щутцвн» 40 нюю полость контактных элементоЪ

I, закручивается, растекаясь по

Вйутренней поверхности обечайки 5 авномерным слоем, и стекает вниз. зоне контактного элемента на вра- « щающийся слой жидкости воздействует поток газа, проходящий через тангенцюльно расположенные направляющие лопатки 7 во внутреннюю полость контактного элемента в том же направлении, как и поток жидкости, Поток газа, поступая во внутреннхю полость контактного элемента, поддерживает вращательное дви, жейие в слое жидкости и одновремен- » но пересекает этот слой в тангенциа лько-радиальном направлении, диспвргируя его на мелкие частицй, образующие развитую поверхность контакта. Действие на частицы жидкости цейтробежных сил способствует лучшему удержанию частиц в слов, 6li щ>онизываемом газовым потоком, и

1 тем самым ооесьечивает возможность повышения относительных скоростей газа и жидкости и увеличения ин« тенсивности теплообмена. Вследствие того, что в предлагаемом устройстве газ подают во вращающийся слой жидкости тангенциально в направлении вращения кольцевого слоя, длина пути контакта газа и жидкости значительно увеличивается.

Кроме того, указанное обстоятельст. во и высокйй градиент угловых скоростей по толщине слоя жидкости приводит к образованию вихревых жгутов между наружной и внутренней поверхностями кольцевого слоя, способствуя повышению турбулентности слоя и лучшеыу перемешиванию газа и жидкости, Одновременно с перемешиванием в контактном элементе происходит центробежная сепарация иддкости и газа. Газ после пересечения кольцевого слоя жидкости движется вверх к газоотводящечу патрубку 2.

При этом поток газа движется с ускорением навстречу перемещающемуся вниз кольцевому слою жидкости, активно взаимодействуя с его внутренней поверхностью по принципу противоточного теплообмена, Высокая cgoрость вращения слоя ыдкости на уровне среза газоотводящего патруб. ка обеспечивает удержание частиц жидкости в слое и предотвращает капельный унос жидкости потоком выходящего газа. Кольцевой зазор, Обеспечивая возможность вытесненйй верхней части кольцевого слоя жидкости в полость между внутренней поверхностью обечайки 5 и наружной поверхностью газоотводящего патрубка, предотвращает вытеснение кольцевого слоя в газоотводящий патрубок.

При малых расходах жидкости.и, следовательно, низкой скорости вращения слоя жидкости на срезе газоотводящего патрубк, частицы жидкости могут попасть в этот патрубок. Однако в газоотводящем патрубке частицы жидкости благодаря спиральным каналам с кромками под динамическим воздействием потока аза Выводятся по этим каналам Вниз и возвращаются в кольцевой слой.

После контакта с газом кольцевой слой жидкости перемещается В полость обечайки 6, увеличенное внутреннее сечение ко юрой способствует От-воду замедляющегося во вращательном движении слоя ащкости за пределами зоны действии потока газа, б ф прошедщего через -кольцевой слой.

В этой обечайке с помощью радиаль-. ных перегородок 9 вращательное движение жидкости преобразуется в поступательное и жидкость сливает.ся через патрубок 4. В полости обечайки 6 остатки газа содержащегося в потоке выходящей жидкости, отделяются от нее, всплывая под ействием гидростатических сил. онический колпачок 8 предохрййяет от уноса случайно образующихся под . действием разряжения в осевой зоне капель жидкости. Отверстия в колпачке способствуют выравниванию давлений в центральнои и периферийной зонах полости обечайки 6 и обеспечивают выпуск газа, выделяющегосо из жидкости под колпачком.

ЛРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

L.. Устройство для взаимодействия газа (йара) с кольцевым вращающимся

2307 слоем жидкости, содержащее контакт. ный элемент, соосно установленные в верхней и нижней частях его патрубки ввода и вывода фаз, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса, в контактном элементе тангенциально устанодден патрубок для жидкости, ве хний срез которого расположей на уровне нижнего среза верхнего патрубка для газа.

2. Устройство по п.I, о т л ич а ю щ е е с я тем, что верхний .патрубок снабжен обечайкой, образующей с ним гольцевой зазор и прикрепленной к верхнему краю кон» .тактного элемента.

3, Устройство йо п.п. Х и 2, отличающееся тем, что внутренняя поверхность верхнего патруока выполнена в виде раоположенных по спирали ребер, кромки которых отогнуты в сторойу контактного элемента

Ы2807

За к аз Ы4т

Иад. МЯ

Тираж 653

Подписное

Ill!ØÍ!È Государственного комитета Совета Министров СССР

° по делам изобретений н открытий

Москва, 1l3035, Раушская паб., 4Я

Предприятие кПатент», Москва, Г-59, Бережковская паб., 24

Сос-анте..С. 6аРаНОба

РедакторТД ЬЯТКО 1 ехред R.ÏeTIlÎÜß Коррекгор В,ТЭДВСОЖ