SU1318269A1

SU1318269A1 - Регул рна насадка дл тепломассообменных аппаратов

Info

Publication number: SU1318269A1
Application number: SU853981227A
Authority: SU
Inventors: Александр Степанович Марценюк; Рауф Нариманович Гусейнов
Original assignee: Киевский Технологический Институт Пищевой Промышленности
Priority date: 1985-11-28
Filing date: 1985-11-28
Publication date: 1987-06-23

Abstract

Изобретение относитс к конструкции регул рной насадки дл аппаратов, работающих при разрежении, и может использоватьс дл тепломассообменных процессов в системе газ - жидкость, а также дл мокрой очистки газов. Целью изобретени вл етс повыщение эффективности процесса за счет улучшени равномерности течени жидкости по сечению насадки и обеспечени капельно-пленочного течени жидкости по поверхности листов и просечных элементов. Насадка состоит из вертикальных листов с просечными элементами с трехсторонним прорезом, отогнутыми вокруг вертикальной оси под пр мым углом к листу , расположенными вертикальными р дами и соприкасающимис с соседними листами . Каждый просечный элемент имеет форму пр моугольника, верхн горизонтальна сторона которого снабжена выступающими вниз впадинами или несколькими вырезами, а нижн сторона-выступаю- щими вниз выступами-зубь .ми такой же формы, как и впадины. Поверхность насадки может иметь наклонные рифлени , сход щиес вниз к ос м вырезов (или зубьев). Радиус отгиба просечных элементов больще внутреннего радиуса канавок рифлений. Лист насадки может быть свернут в рулон. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. S $S W со оо o о: со

Description

Изобретение относитс к конструкции регул рных насадок, имеющих низкое гидравлическое сопротивление, предназначено дл проведени процессов тепломассообмена в аппаратах, работающих при разрежении с системами газ (пар) жидкость- ректификации, абсорбции, конденсации, в том числе дл разделени термически нестойких продуктов, может быть использовано дл проведени процессов тепломассообмена при атмосферном и повыщенном давлении, а также дл пылеулавливани и газоочистки в пищевой, химической, неф- тегазоперерабать вающей и других отрасл х промышленности.

10

ни просечных элементов. После отгибани просечных элементов правильное направление рифлений на их поверхности рифлени листа могут иметь горизонтальные участки, расположенные над выступами (зубь ми) отверстий.

Лист насадки может быть свернут в рулон в виде спирали Архимеда. Направленные внутрь просечные элементы при свертывании спирали выполн ют роль дистанционных вставок, регулирующих рассто ние между витками спирали. Просечные элементы листа насадки могут иметь по два выступа и две впадины.

Насадка может работать в режиме проЦель изобретени - повышение эффек- 15 тивотока и нисход щего пр мотока фаз.

тивности работы насадки за счет улучшени равномерности течени жидкости по сечению насадки и обеспечени капельно- пленочного течени жидкости по поверхности листов и просечных элементов и улучшение турбулизации жидкости, уменьще- ние скорости ее течени по насадке, направление струй жидкости на центры просечных элементов, а также предотвращение байпассировани микропотоков жидкости по вертикальным участкам листов насадки между р дами просечных элементов.

На фиг. 1 изображен лист-насадки, общий вид; на фиг. 2 - форма просечных элементов; на фиг. 3 - лист насадки с просечными элементами, имеющими по два выступа и две впадины; на фиг. 4 - лист насадки, свернутый в рулон.

Лист насадки выполнен с просечными элементами 1 с трехсторонним прорезом, расположенными вертикальными р дами. Просечные элементы 1 и образованные ими отверсти 2 имеют одинаковую форму пр моугольника с вертикальными боковыми сторонами 3 и 4. Верхние стороны пр моугольника посредине имеют выступающие

20

25

30

35

В режиме противотока жидкость равномерно подаетс на листы насадки и, стека по ним вниз, контактирует с поднимающимс снизу потоком пара (газа).

При пр мотоке жидкость и газ движутс сверху вниз.

Наличие одинаковых отверстий в двух взаимно перпендикул рных плоскост х насадки способствует равномерному распределению газа по всему сечению аппарата.

Орошающа жидкость формируетс в отдельные секционированные потоки - струйки, стекающие в пленочно-капельном прерывистом режиме строго вертикально вниз по вертикальным р дам расположенных друг над другом отверстий в листах насадки , и такие же струйки, стекающие аналогичным образом по просечным элементам.

На выступах каждого отверсти образуютс отдельные капли жидкости, которые после достижени определенной величины отрываютс от выступа зуба, пролетают путь, равный высоте отверсти , и падают на верхние кра впадин отверстий в листах насадки, где под совместным воздействием сил инерции и гравитации расплющиваютс в тонкую пленку, стекающую

вниз впадины 5 (зубь ). Впадины 5 могут 40 вниз по обеим сторонам листа. Стека дальбыть трапециеобразной, скругленной, треугольной и другой формы.

Нижн сторона пр моугольника выполнена с выступами 6. Впадины 5 и выступы 6 расположены соосно и имеют одинаковую форму. Контур вертикальных участков 7 между просечными элементами одинаков с контуром просечных элементов.

Рассто ние между листами выдерживаетс за счет сопр жени с соседними лисще вниз, пленка жидкости доходит до выступа-зуба нижележащего отверсти и оп ть формируетс в каплю.

Процесс образовани капель, их полета, дс падени на поверхность листа с расплющиванием в пленку повтор етс на каждом отверстии.

Во врем полета капли разгон ютс , а при течении в виде пленки на участках между отверсти ми - тормоз тс . Нанесение

тами просечных элементов 1, выполн ю- 50 рифлений на поверхность листов способщих одновременно роль дистанционных деталей. Просечные элементы отогнуты на угол 90°.

Поверхность листов насадки и просечных элементов целесообразно снабдить рифствует торможению жидкости и ее турбулизации . Торможение жидкости увеличивает врем ее стекани , которое в р де случаев может оказыватьс недостаточным дл переноса полного распределени вещества

лени ми, которые могут быть выполнены 55 и достижени требуемого времени протеканакаткой или другим способом.

Поверхность листов насадки снабжаетс рифлени ми до изготовлени и отгибани процесса в жидкой фазе.

Вследствие того, что рассто ние между отверсти ми по высоте равно высоте отверс

Насадка может работать в режиме про5 тивотока и нисход щего пр мотока фаз.

0

5

30

35

40 вниз по обеим сторонам листа. Стека дальще вниз, пленка жидкости доходит до выступа-зуба нижележащего отверсти и оп ть формируетс в каплю.

Процесс образовани капель, их полета, с падени на поверхность листа с расплющиванием в пленку повтор етс на каждом отверстии.

ствует торможению жидкости и ее турбулизации . Торможение жидкости увеличивает врем ее стекани , которое в р де случаев может оказыватьс недостаточным дл переноса полного распределени вещества

и достижени требуемого времени протекани процесса в жидкой фазе.

Вследствие того, что рассто ние между отверсти ми по высоте равно высоте отверстии , путь разгона капель во врем их полета равен пути торможени жидкости при ее пленочном течении.

Во врем формировани и полета капель , а также при расплюпдивании капель в пленку существенно улучшаетс перемешивание жидкости, что приводит к значительной интенсификации массообмена.

Аналогична картина происходит в струйках жидкости, стекающих по р дам отогнутых просечных элементов. Просечные элементы каждого вертикального р да отогнуты в одну сторону на угол 90° и расположены строго друг над другом, вследствие чего жидкость стекает по ним также строго вертикально вниз. На выступе-зубе каждого отогнутого просечного элемента образуютс капли жидкости, которые, достигнув достаточного дл их отрыва веса, отрываютс от зуба, про.летают путь, равный рассто нию между просечными элементами, и падают на впадину нижерасположенного просечного элемента. После падени капли расплющиваютс в пленку, котора , стека вниз, оп ть формируетс в каплю на нижерасположенном зубе.

Поскольку форма и размеры промежутков по высоте между отверсти ми и просечными элементами строго повтор ют форму и размеры отверстий и просечных элементов , то создаютс одинаковые услови дл стекани струй жидкости на основной поверхности листов насадки (в промежутках между отверсти .ми) и на просечных эле- .ментах.

На всех впадинах и выступах образуютс капли одинаковых размеров и формы, которые одинаково интенсивно взаимодействуют с парогазовым потоком.

Использование отогнутых под пр мым углом просечных элементов и образованных ими отверстий в качестве дополнительной одинаково эффективной по сравнению с основной поверхностью насадки контактной поверхностью позвол ет повысить эффективность работы насадки и увеличить нагрузки по жидкой фазе.

Поднимающийс снизу парогазовый поток вступает в тесный контакт с жидкостью , стекающей в прерывистом капель- но-п.леночном режиме. Взаимодействие парогазового потока с капл ми жидкости происходит интенсивно.

Эффективность массообмена повышаетс не только в жидкой, но и в парогазовой фазе.

Выполнение рифлений позвол ет дополнительно турбулизировать стекающую по насадке жидкость, уменьшить скорость и стабилизировать направление ее течени по насадке. Вследствие наличи рифлений жидкость стекает по их бороздкам к ос м зубьев, где происходит ее формирование

0

5

0

в капли. В промежутках между отверсти ми потоки жидкости отсутствуют.

Случайно попавща на вертикальные перемычки между отверсти ми жидкость с помощью рифлений отводитс на зубь просечных элементов и их отверстий. Таким образом исключаетс нежелате.чьное стекание (байпассирование) жидкости по неперфорированным участка.м насадки, обладающим более низкой эффективностью контактировани . Вс жидкость разделена на отдельные устойчивые микропотоки, высока эффективность массообмена в которых обеспечиваетс прерывистостью ее течени .

Увеличение количества зубьев до двух в каждом отверстии позвол ет увеличить активную тепломассообменную поверхность насадки, уменьшив долю пассивной поверхности насадки, приход щуюс на перемычки между отверсти ми по горизонтали , и за счет этого увеличить общую эффективность насадки.

Claims

Формула изобретени

5 1. Регул рна насадка дл тепломассо- обменных аппаратов, содержаща вертикальные листы с просечными элементами с трехсторонним прорезом, отогнутыми под пр мым углом относительно листа, кромки которых сопр жены с соседними листами, и выполненными с впадинами, расположенными на верхних сторонах, отличающа с тем, что, с целью повышени эффективности работы насадки за счет улучшени равномерности течени жидкости по сечению насадки и обеспечени капельно-пленочно- го течени жидкости по поверхности листов и просечных элементов, просечные элементы отогнуты относительно вертикальной оси и расположены вертикальными р дами, нижние их стороны выполнены с выступами , расположенными соосно с впадинами, при этом контуры просечных элементов и вертикальных участков листов между просечными элементами и форма выступов и впадин просечных элементов одинаковы.
2. Насадка по п. 1, отличающа с тем, что, с целью улучшени турбулизации жидкости , уменьшени скорости ее течени по насадке, направлени струй жидкости на центры просечных элементов, а также предотвращени байпассироваии микропотоков жидкости по вертика.тьным участкам листов насадки между р дами просечных элементов, поверхность листов насадки и просечных элементов имеет рифлени , например накатку, выполненную в виде параллельных симметричных ломаных линий, разграниченных ос ми симметрии отверстий и промежутков между отверсти ми просечных элеме))тов, сход щихс елочкой вниз к ос м впадин просечных элементов.

0

5

0

5

0

5

Фиг.

.г

ип

ruuT

TJUt

UUT TJUI

П-ЛЛ1

П-П-ГПгиип

WiU

9иг.5

РигА

Составитель С. Баранова

Техред И. ВересКорректор М. Демчик

Тираж 656Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Редактор П. Гереши Заказ 2450/5