Насадка

 

Изобретение относится к насадкам тепломассообменного аппарата, содержащим основное рифление с каналами и ребра шероховатости. Цель изобретения - получение опережающего роста интенсивности процесса тепломассопереноса по сравнению с энергозатратами путем создания циркуляционных зон в пленке между соседними ребрами шероховатости. Соотношение между высотой ребер и эквивалентньм диаметром канала составляет 0,02 - 0,05 с целью получения опережающего роста интенсивности процесса по сравнению с энергоялтратами путем создания циркуляционных зон в пленке между соседними ребрами шероховатости . 1 ил. с 9 (Л со о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН (.511 4 В 01 D 53/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, .,1 S

1 с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и QTHpblTVM

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3876981/31-26 (22) 03.04.85 (46) 15.05.87. Бюл. 11 18 (71) Одесский технологический институт холодильной промышленности (72) В,А.Малюсов, Л.П.Холпаиов, А.В.Дорошенко, К.И.Ржепишевский, Ю.P.ßðìoïoâè÷ и В.Х.КирилЛов (53) 66 ° 074.513 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 655411, кл. В 01 Р 53/20, 1975.

Патент США Ф 3965225, кл.202-63, 1978.

Заявка Франции У 2475710, кл. В 01 D 53/20, !977.

„.Я0„„1310011 А 1 (54) НАСАДКА (57) Изобретение относится к насадкам тепломассообменного аппарата, содержащим основное рифление с каналами и ребра шероховатости. Цель изобретения — получение опережающего роста интенсивности процесса тепломассопереноса по сравнению с энергоэатратами путем создания циркуляционных эон в пленке между соседними ребрами шероховатости. Соотношение между высотой ребер и эквивалентным диаметром канала составляет

0,02 — 0,05 с целью получения опережающего роста интенсивности процесса по сравнению с энергои тратами путем создания циркуляционных зон в пленке между соседними ребрами шерохоаатости. 1 ил. р tð „=1 j < as/ас 1 . as

0 tp. q < ds/aT) dS

Р = )г (1 + 0,6(Ы„Ь ) f/a) + f, (Le)j

Ы = /1 — — -- (1 + 0,6 (а „h ) f (3) f, (Le)g, (с1 ) = l е22 0,23о(.при al с 0,4

f(Ы) = l 1 при a() 0 4

<, (с е) = 1/(1- id) р ср Бе)

f,(de) = 1/(1 — pep Ее/7d) 1 131

Изобретение относится к насадкам тепломассообменного аппарата и может быть использовано в химической технологии и н технике кондиционирования воздуха и дымовых газов.

Цель изобретения — получение опережающего рост интенсивности процесса тепломассопереноса по сравнению с, энергозатратами путем создания циркуляционных зон в пленке между соседними ребрами шероховатости.

Указанная цель достигается тем, что гофрированные насадочные элементы имеют регулярную шерохонатость, расположенную поперечно гравитационного стекающей пленке и основному рифлению вдоль или под опредегенным углом к направлению движения гаэоного потока, причем соотношение между нысотой ребер шероховатости и эквивалентным диаметром канала составляет 0,02-0,05, что обеспечивает опережающий рост интенсивности теплообмена, и q — диффузионный и тепловой потоки, и п — шаг и высота ребра шероР Р хонатости; и = 27/tp, с = hp(hp + 2 Ь„,); с и Т вЂ” концентрация и температура; а Л и D — коэффициенты температуропроводности, теплопроводности и диффузии; — теплота фазового перехода;

V - среднерасходная скорость в пленке; средняя толщина пленки;

Я вЂ” площадь поверхности переноса;

Le=a/D — число Льюиса.

ОО11 ?

Коэффициенты переноса массы и тепла в этом случае определяются вь ажениями: где величины j и qt могут быть по1О лучены решением уравнений конвективной диффузии и теплопронодности

Й с ас ас

Ч вЂ” --- + V D

15 " Д х > Зу дую

3Т ат а т

Ч + а ах ау Д у>

?О В предположении параболического профиля скорости в жидкостной пленке и протекания процессов переноса в тонком жидкостном слое у поверхности раздела получим окончательно:

На чертеже схематически представ45 лена предлагаемая насадка.

Устройство нключает насадочные элементы 1, основное рифление 2, ребра 3 шероховатости.

Насадка работает в режиме протинотока, Снизу подается газ, а жидкость орошает верхний торец насадки.

Благодаря наличию поперечной mepoxoнатости жидкость равномерно растекается по поверхности гофрированных

55 листов. При определенных значениях

tp u hp (отношении hp/tp) на поверхности жидкостной пленки формируются стоячие волны с длиной, равной шагу ребер шероховатости. Между соседними

011 4 интенсивности процессов обмена превышает рост энергозатрат íà его реализацию. Последнее обстоятельство становится возможным за счет турбулизации не всего потока жидкости, а только вязкого подслоя, что одновременно приводит к генерации вихрей между элементами шероховатости, снижая потери на трение.

3 1З10 ребрами (гребешками стоячих волн) образуются циркуляционные зоны, обеспечивающие перемешиваиие пленки и интенсификацию процессов переноса.

Анализ полученных для а » и р выражений приводит к выводу о существовании оптимального соотношения

hp/tp, которому соответствует максимальный рост интенсивности переноса при равнозначном росте энергозатрат. 1С!

Эта величина составляет hp/tp

= 0,04-0,08. При этом величина hp не должна превышать половины средней толщины жидкостной пленки и в условиях многоканальной системы со- 15 отношение hp u d > (эквивалентный диаметр каналов насадки) должно составлять hp/d = 0,02-0,05.

Осуществление процесса рациональной интенсификации тепломассообмена 20 связано с выполнением турбилизаторов в канале, имеющих определенное значение соотношения шага и высоты последних для достижения поставленной цели. 25

В качестве критерия, определяющего процесс рациональной интенсификации теплообмена в отечественной и зарубежной практике используют компN 1 /NP

30 лекс †- †- --, предложенный для (гл / 1м конвективного теплообмена, где N м в л в

N д — число Нуссельта для гладкой и шероховатой поверхностей игл > тш коэффициент трения для гладкой и ше- 35 роховатой поверхностей соответственно.

Процесс рациональной интенсификации теплообмена осуществляется при гh ш

/1 1 л 40 — — — — — — — 7 1 . Это означает ° что

1г„ / м при определенном соотношении высоты (h), шага (t) турбулизаторов и эквивалентного диаметра канала можно получить положение, при котором рост 45

Особенно важен вопрос турбулиэации пристенных слоев жидкости для контактных систем газ — жидкость, где в пленке жидкости зачастую сосредоточено 30-607. общего термического сопротивления системы. Соотношение

Ь/й -.меньше чем 0,02 приводит к недостаточной интенсивности вихреобразования и ламинарному течению вязкого подслоя, При соотношении Ь14 большем 0,05 область вихреобразования распространяется на ядро потока.

При этом энергозатраты растут без увеличения интенсивности теплообмена.

Формула и з о б р е т е н и я

Насадка с регулярной шерохова— тостью поверхности, собранная из отдельных листов с расположением ребер шероховатости поперечно гравитационно стекающей пленке и основного рифления вдоль либо под углом к направлению движения газового потока, при этом образующего каналы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью получения опережающего роста интенсивности процесса тепломассопереноса по сравнению с-энергоэатратами путем создания циркуляционных зон в пленке между соседними ребрами шероховатости, соотношение между высотой ребер шероховатости и эквивалентным диаметром канала составляет 0,02

0,05.

Составитель. А. Сондор

Техред А. Кравчук

Корректор С.Черни

Редактор С.Лисина

Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Закаэ 1818/5

Производственно-полигра >ическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4