Вакуумный испаритель
Иллюстрации
Реферат
Оп ИСАНИ Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик (>993966
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.12.80 (21) 3235638/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл.
В 01 D 1/06
В 01 D 3/02
F 28 F 13/00
Геаудеретееннме кемнтет
СССР
Опубликовано 07.02.83. Бюллетень № 5
Дата опубликования описания 17.02.83 (53) УДК 66 048 .541 (088.8) вв ленам нзебретеннй н еткрытий и-ии:и
Г. А. Захаров, В. Л. Перфильев, А. E. Рудакора и В. Н, ь.авсараиив!
Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В. В. Куйбышева (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ВАКУУМНЫЙ ИСПАРИТЕЛЬ
Изобретение относится к области испарительных устройств общего назначения, в частности к тепло-массообменным аппаратам погружного типа, работающим под вакуумом, и может быть использовано в.энергетической, химической и судостроительной промышленности.
В
Известен применяемый в испарительных установках трубчатый аппарат, в котором интенсификация вакуумного кипения достигается посредством введения в нагреваемую жидкость искусственных центров парообразования в виде воздушных пузырьков (1).
Недостатком аппарата является хаотичное распределение искусственных центров парообразовайия в объеме жидкости по мере всплытия воздушных пузырей.
Известен трубчатый аппарат для выпаривания жидкостей, снабженный электродами, которые введены в жидкость, при этом электроды генерируют дополнительные искусственные центры кипения в виде мелких газовых пузырьков, образующихся в жидкости в результате электрогидролиза. Рабочая плотность тока при этом находится в диапазоне 0,4 — 0,6 А/см (2) .
Основными недостатками конструкций является повышенная опасность ввиду работы аппарата под электрическим напряжением, повышенный расход энергии на выпаривание жидкости вследствие дополнительного ее электролиза.
Известен также вакуумный испаритель, содержащий корпус, горизонтальные ряды греющих труб, сепаратор и генератор искусственных центров кипения, размещенный
i в под греющими трубами (3) .
Недостатками аппарата являются ограниченный теплосъем вследствие введения искусственных центров кипения в наиболее холодную придонную область нагреваемой жидкости, ослабления турбулизации пристен" ной области в нагреваемой жидкости вследствие торможения воздушных пузырьков в жидкости при всплытии от днища к поверхности нагрева, нарушение подъемно-опускного движения жидкости в аппарате всплы2в вающими паровыми пузырями вследствие придонного генерирования исскуственных центров кипения, повышенные расходы энергии иа эксплуатацию вследствие воздушных присосов.
993966
Целью изобретения является повышение производительности испарителя за счет турбулизации пристенного слоя нагреваемой жидкости.
Поставленная цель достигается за счет того, что в известном вакуумном испарителе, содержащем корпус, горизонтальные трубы греющих труб, сепаратор и генератор искусственных центров кипения, размещенный под греющими трубами, генератор центров кипения выполнен в виде насадок каплеобразной формы, установленных на нижних трубах с образованием кольцевого канала, при этом в гребнях насадок выполнены капиллярные паровые каналы.
На фиг. 1 изображен продольный разрез испарителя; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез; на фиг. 3 — узел 1 фиг. 1; на фиг. 4 — разрез А-А на фиг. 3.
Вакуумный испаритель содержит корпус 1, трубные доски 2, горизонтальные греющие трубы 3, сепаратор пара 4 и генератор 5 искусственных центров кипения. Генератор 5 центров кипения выполнен в виде изготовленных из фторопласта насадок 6 каплеобразной формы, установленных на горизонтальных трубах 7, размещенных под трубами 3 нижнего ряда. При этом между тру- 2s бой 7 и насадкой 6 образован кольцевой канал 8, а в гребнях насадок выполнены капиллярные паровые каналы 9 диаметром 0,2 — 0,4 мм. Генераторы установлены так, чтобы их сопла располагались в зоне пристенного слоя нижних труб. Подпитка микроконтуров генераторов происходит через несколько мелких отверстий 10 в нижней образующей насадки 6.
Испаритель работает следующим образом.
Питательная вода через регулятор уровня (на чертеже не показан) подается. в корпус 1 испарителя, где испаряется на трубах 3 в процессе кипения. Пар, пройдя сепаратор пара 4, удаляется из аппарата.
При низких давлениях процесс парообра- 40 зования происходит в основном, не на поверхности кипения, а в объеме перегретой жидкости. Вероятность зарождения парового пузырька в условиях низких давлений будет зависеть от перегрева жидкости в объеме. С ростом величины перегрева вероятность возникновения парового пузыря в объеме будет большей.
Жидкость наиболее перегрета в пристенном слое, поэтому введение в эту зону готовых центров парообразования в виде па- gp ровых пузырьков обеспечивает устойчивый процесс кипения в условиях вакуума.
Кольцевой канал 8, заполненный исходной жидкостью, представляет собой собственный микроконтур кипения генератора 5.
Изолированная насадкой 6 от внешнего пристенного слоя и не смешиваясь с ним, жидкость в канале 8 генератора 5 будет иметь значительно больший перегрев, чем в пристенных слоях труб 3, что обеспечивает устойчивое кипение в канале 8 генератора 5 в условиях вакуума при Р (10 кПа даже при малых плотностях теплового потока.
Паровые пузырьки, выходя с большой скоростью из насадок 6 генераторов 5, турбулизируют наиболее перегретые пристенные слои жидкости вокруг труб 3 и, являясь центрами парообразования, обеспечивают ус тойчивый процесс кипения на трубном пучке в условиях вакуума. Размещение дополнительных генераторов искусственных паровых.центров кипения под нижними трубками пучка повышает производительность испарителя на 30 /q, увеличивает на 25 /о время межосмотрового периода, повышает надежность работы испарителя, улучшает качество дистиллята.
В случае уменьшения производительности испарителя в процессе работы достаточна кратковременная остановка испарителя для чистки каналов 8 генераторов 5.
Формула изобретения
Вакуумный испаритель, содержащий корпус, горизонтальные ряды греющих труб, сепаратор и генератор искусственных центров кипения, размещенный под греющими трубами, отличающийся тем, что, с целью повышения его производительности за счет турбулизации пристенного слоя нагреваемой жидкости, генератор центров кипения выполнен в виде насадок каплеобразной формы, установленных на нижних трубах с образованием кольцевого канала, при этом в гребнях насадок выполнены капиллярные паровые каналы.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 176505, кл. В 63 J 1/00, 1965.
2. Авторское свидетельство СССР № 7!2098, кл. 6 01 D 1(10, 19?8.
3. Скрипник В. Н. Интенсификация работы судовых вакуумных кипящих испарителей методом воздушного форсирования. Диссертация на соискание ученой степени кандидата гехнических наук, Одесса, 1972, с. 28, 61.
- М396б
Составитель Е. Сотникова
Редактор О Филннпоаа Техред И. Верес Корректор Г. Огар
Зака.з 695/3 Тираж 686 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 415
Филиал ППП «Патент», F. Ужгород, ул. Проектная, 4