Регулярная насадка

 

Изобретение относится к химической , нефтехимической, газодобывающей , пищевой и др. отраслям промышленности . Цель изобретения - повышение эффективности работы насадки и снижение гидравлического сопротивления . Сущность изобретения состоит в том, что в регулярной насадке для тепломассообменных аппаратов, содержащей вертикально расположенные листы 1, образующие каналы, расстояние между листами S; увеличивается от центра к периферии, а все каналы, кроме двух центральных, снабжены дополнительными пластинами 2, причем ширина пластин Ь„- увеличивается от центральных каналов к периферийным. Дополнительные пластины устанавливают либо параллельно вертикально расположенным листам, либо выполняют в виде продольного оребрения вертикально расположенных листов, причем число ребер увеличивается от центральных каналов к периферийным , а суммарная их высота для каждого i-ro канала вьшолняется равной ширине дополнительной пластины Ь„; . Расстояние между листами рассчитывают по ф-ле: S; irH/4Z е , а ширина пластин bnj , где R - радиус аппарата; Z - число каналов в полукруге; X - расстояние от оси аппарата до центра i-ro канала. 3 з.п, ф-лы, 3 ил. & (Л со 4 N5 СЛ ГО ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„ I 342522

А1 дд 4 В 01 D 53/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М,:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3987864/31-26 (22) 31.12.85 (46) 07.10.87 ° Бюл. №- 37 (71) Горьковский политехнический институт им.А.А.Жданова (72) Л.А.Бахтин, Л.Я.Живайкин, Федянин, И.А. Лунюшкина и С.Ж.Колосов (53) 66.074.513(088 ° 8) (56) Рамм В.М. Абсорбция газов.

Химия, 1976, с. 655.

Авторское свидетельство СССР № 583812, кл. В 01 В 53/20, 1975.

Авторское свидетельство СССР

¹ 927284, кл. В 01 D 53/20, 1975. (54) РЕГУЛЯРНАЯ НАСАДКА (57) Изобретение относится к химической, нефтехимической, газодобывающей, пищевой и др. отраслям промышленности. Цель изобретения — повышение эффективности работы насадки и снижение гидравлического сопротивления. Сущность изобретения состоит в том, что в регулярной насадке для тепломассообменных аппаратов, содержащей вертикально расположенные листы 1, образующие каналы, расстояние между листами 3 увеличивается от центра к периферии, а все каналы, кроме двух центральных, снабжены дополнительными пластинами 2,причем ши— рина пластин Ь„; увеличивается от центральных каналов к периферийным. Дополнительные пластины устанавливают либо параллельно вертикально расположенным листам, либо выполняют в виде продольно.

ro оребрения вертикально расположенных листов, причем число ребер увеличивается от центральных каналов к периферийным, а суммарная их высота для каждого

I х-го канала выполняется равной ширине дополнительной пластины b,; Расстояние между листами рассчитывают по ф-ле: S; = i К/4Z ° е 1, а ширина пластин Ъ „; = х /К, где К вЂ” радиус аппарата; Z — число каналов в полукруге; х; — расстояние от оси аппарата до центра i-го канала. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1342522

Изобретение относится к химической

35 лR

4Z

"к () 40 и насадка снабжена, установленными в каналах насадки дополнительными пластинами, суммарная ширина которых Ь„; увеличивается от центральных каналов к периферийным в соответствии с урав- 45 нением: х. и< В э (2) 50 где К вЂ” радиус аппарата;

Z — - число каналов в полукруге.

Дополнительные пластины 2 (фиг. 2) выполнены в виде продольного оребрения вертикально расположенных листов

1, причем число пластин увеличивают от центральных каналов к периферийным, а суммарную их ширину для каждого i-го канала выполняют равной ширине дополч другим отраслям промышленности и может быть использовано для проведения массообменных процессов в систе5 мах газ (пар) — жидкость.

Цель изобретения — повышение эффективности работы насадки за счет увеличения удельной поверхности насадки и снижение гидравлического со- 10 противления за счет исключения местных сопротивлений, связанных с гидравлическим ударом газа.

На фиг. 1 изображена регулярная насадка с дополнительными пластинами, 15 установленными параллельно, вид сверху; на фиг. 2 — регулярная насадка с дополнительными пластинами в виде продольного оребрения, вид сверху; на фиг. 3 — насадка с продольным 20 оребрением и неравным расстоянием между ребрами, вид сверху., Регулярная насацка (фиг, 1-3) содержит вертикально расположенные листы 1, расстояние между которыми увеличивают от центра к периферии, а, все каналы, кроме двух центральных, снабжены дополнительными пластинами 2. Дополнительные пластины (фиг. 1) установлены параллельно вертикально 30 расположенным листам, между которыми

3; увеличивают от центра к периферии по формуле нительной пластины Ь „,, определяемой по уравнению (2).

Расстояния между пластинами 2 (фиг. 3) в каждом канале увеличивают от продольной оси вертикально расположенных листов 1 к их периферии, Насадка работает следующим образом.

Жидкость с помощью распределителей и газ подают сверху. При их взаимодействии получают газожидкостную смесь, которая, двигаясь сверху вниз, поступает в каналы, образованные вертикально расположенными листами 1 (фиг. 1-3). Газ отбрасывает частицы

1 жидкости на листы 1 и дополнительные пластины 2 за счет того, что его скорость во много раз больше, чем скорость жидкости (предлагаемая насадка устойчиво работает при скорости газа до 50-60 м/с, в то время как известная насадка — в режиме противотока, где скорость газа порядка 3,5-4 м/с), Газ, двигаясь по каналам насадки, интенсивно взаимодействует с пленкой жидкости, стекающей по обеим сторонам вертикально расположенных листов 1 и дополнительных пластин 2.

В пленочных. аппаратах имеет место два основных гидродинамических режима: режим слабого и сильного гидродинамического взаимодействия фаз, в первом из них в меньшей, а во втором в большей степени по поверхности жидкой пленки.

Дополнительные пластины 2 (фиг, 1) установлены параллельно вертикально расположенным листам 1. Такая конструкция позволяет повысить эффективность работы насадки за счет обеспечения равномерного распределения фаз по сечению аппарата в плоскости, перпендикулярной поверхности вертикально расположенных листов и увеличения удельной поверхности насадки, умень- шить гидравлическое сопротивление за счет исключения местных сопротивлений, связанных с многократными резкими изменениями направления, сужением и расширением газового потока, с его гидравлическим ударом о наклонные лепестки. Удельная поверхность предлагаемой насадки больше, чем у изве ных насадок за счет того, что установлены дополнительные пластины и расстояние между листами увеличивае ся от центра к периферии, т.е, при одинаковом количестве листов больша

1342522 лов (6) 20

1 р г

hP = A- p = д, (8) — ° (3) r 25 (9) П;

dP = Р или и, (dg, о,5

И1 Д (5) Я („) или их часть находится в центральной части аппарата.

Дополнительные пластины 2 (фиг. 2) выполнены в виде продольного оребрения вертикально расположенных листов 1. Такая конструкция, сохраняя преимущества насадки (фиг, 1) увеличивает жесткость листов насадки и долговечность работы аппарата.

Расстояние между пластинами 2 (фиг. 3) в каждом канале увеличивают от продольной оси вертикально расположенных листов 1 к их периферии с целью улучшения равномерности распределения фаз по сечению аппарата и в плоскости, параллельной поверхности вертикально расположенных листов.

Для плоско-параллельной насадки определяющим является сопротивление трения йР,„, которое определяется по известной формуле Дарси-Вейсбаха. где — коэффициент сопротивления. трения;

1 — длина насадки;

d — эквивалентный диаметр наэ садки; плотность газа;

Q — относительная скорость газа, Гидравлическое сопротивление насадки должно быть равно гидравлическому сопротивлению каждого канала.

На основании этого можно написать

1 Pz 1

9 — — — -"- = Ъ (4)

С1э 2 d 2

Для квадратичной области турбулентного режима коэффициент трения является постоянным, тогда, преобразуя уравнение (4), получают

Из выражения (5) следует, что

И, 1 при d

U: Ъ1 э1

Таким. образом, условием раве.нства скоростей газа в каналах является равенство эквивалентных диаметров канаАналогичным образом можно доказать, что при выполнении равенства (6).при турбулентном режиме, описываемым уравнением Блазиуса, скорости газа во всех каналах также одинаковы.

Эквивалентный диаметр i-го канала определяется по формуле

4Р; t5 Й э., где П вЂ” смоченный периметр i-ro канала;

F. — площадь поперечного сечения

i — го канала.

Следовательно, условие (6) можно записать в следующем виде:

Таким образом, выполнив условия (6), (8) и (9), добиваются равенства скоростей по сечению аппарата, а следовательно, и равномерного распределения фаз.

Разработана программа дпя расчета на ЭВМ цилиндрического аппарата с

35 предлагаемой насадкой, в основу которой положены условия (8) и (9) . Для . работы необходимо ввести только два параметра: радиус аппарата К и чис— ло каналов Z в полукруге.

Результаты расчета показывают, что для выполнения условия (8) в цилинд— рическом аппарате необходимо расстояние между листами ; увеличивать от центра к периферии. Для выполнения

45 условия (9) ace каналы, кроме двух центральных, необходимо снабдить дополнительными пластинами, причем ширину пластин Ь„, увеличивать от центральных каналов к периферийным.

Проанализировав результаты расчета

ЭВМ для различных сочетаний R и 7, получают эмпирические формулы для определения расстояния между вертикально расположенными листам, (1) и ширины дополнительных пластин

{2) .

Формула изобретения

1. Регулярная насадка ддя тепломассообменных аппаратов, содержащая

1342522

Ъ„; где R

15

Фиг.2

Составитель А. Сондор

Техред И.Попович Корректор А. Обручар

Редактор Н. Рогулич

Заказ 4542/5

Тираж 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вертикально расположенные листы, образующие каналы, о т л и ч а ю,щ ая с я тем, что, с целью повышения эффективности ее работы за счет увеличения удельной поверхности насадки . и снижения гидравлического сопротив- ления за счет исключения местных сопротивлений, гидравлических ударов газа, расстояние между листами увеличивается от центра к периферии сог- 10 ласно формуле и насадка снабжена" установленными в ее каналах дополнительными пластинами, суммарная ширина которых Ь„; увеличивается от центральных каналов к периферийным в соответствии с уравнением радиус аппарата; — число каналов в полукруге; х; — расстояние от оси аппарата до центра i-ro канала.

2. Насадка по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что дополнительные пластины установлены параллельно вертикально расположенным листам.

3 ° Насадка по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что дополнительные пластины выполнены в виде продольного оребрения вертикально расположенных листов, 4. Насадка по п. 3, о т л и ч а ющ а я с я тем, что расстояние между дополнительными пластинами в каждом .канале увеличивается от продольной оси вертикально расположенных листов к их периферии,