Устройство для ввода газа в тепломассообменный аппарат

 

Изобретение относится к конструкции ультразвукового устройства для ввода газа в тепломассообменный аппарат и может быть использовано в химической технологии в частности в процессах абсорбции газов жидкостями. Целью изобретения является повышение интенсивности тепломассообмена за счет обеспечения автомодельного скачкообразного изменения частоты звучания и направления выброса газа. Устройство содержит цилиндрический газовый коллектор, на одном из торцов которого расположен газоструйный стержневой ультразвуковой излучатель с перемещающимся по оси стержнем, а на другом торце дополнительно установлен газовый газоструйный стержневой ультразвуковой излучатель с перемещающимся по оси стержнем, при этом стержни обоих излучателей жестко соединены между собой, а расстояние между торцами сопла и резонатора в среднем положении стержней выбрано равным определяемому по специальной формуле расстоянию, на котором происходит скачкообразное изменение частоты звучания и направления выброса газа. Газовый коллектор снабжен патрубком, установленным перпендикулярно оси коллектора, с лопастным завихрителем, соединенным через газовый подшипник с трубопроводом подачи газа. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 D 3 20, 53 )8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4105496/23-26 (22) 04.06.86 (46) 23.11.90. Бюл. № 43 (75) Н. A. Бахтинов и А. П. Сидоренко (53) 66.015.23 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1162458, кл. В 01 D 53/18, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ГАЗА

Р> ТЕII, IOÌÀÑÑOOÁÌÅÍÍÛÉ АППАРАТ 7) Изобретение относится к конструкции ,:. тразвукового устройства для ввода газа в с...,ассообменный аппарат и может быть использовано в химической технологии, в частности в процессах абсорбции газов жидкостями. Целью изобретения является повышение интенсивности тепломассообмена за счет обеспечения автомодельного скачкообразного изменения частоты звучания и направления выброса газа. Устройство соИзобретение относится к химической технологии, преимущественно к абсорбционным процессам, и может быть использовано для интенсификации теплообменных процессов, например, при абсорбции SO, НС1, окислов азота )Х)Нз, в производстве соответственно серной, соляной и азотной кислот, аммиачной воды, при разделении газовых смесей, очистке сточных вод,. приготовлении газированных напитков, газонасыщении жидкостей.

Целью изобретения является повышение интенсивности тепломассообмена за счет обеспечения автомодельного скачкообразного изменения частоты звучания и направления выброса газа.

На фиг. 1 изображено устройство, вертикальный разрез; на фиг. 2 — узел А на фиг. l.

„„SU„„1607846 А 1

2 держит цилиндрический газовый коллектор, на одном их торцов которого расположен газоструйный стержневой ультразвуковой излучатель с перемещающимся по оси стержнем, а на другом тор„е дополнительно установлен газовый газо руйный стержневой ультразвуковой излх еатель с перемещающимся по оси стержнем, цри этом стержни обоих излучателей жестко соеди. нены между собой, а расстояние между торцами сопла и резонатора в среднем положении стержней выбрано равным определяемому по специальной формуле расстоянию, на котором происходит скачкообразное изменение частоты звучания и направления выброса газа. Газовый коллектор снабжен патрубком, установленным перпендикулярно оси коллектора, с лопастным завихрителем, соединенным через газовый подшипник с трубопроводом подачи газа. 2 ил.

Устройство состоит нз i;iзового цил: i,срического коллектора 1 с трубопроводом

2 подачи газа, двух сопел 3 » 4, расположенных на противоположнь. торцах коллектора 1, стержня 5. установленного с зазором (с возможностью скольжения) на пилонах по оси сопел 3 и 4 с резонаторами 6 и 7.

Трубопровод подачи газа содержит закручивающие лопатки 8, узел 9 уплотнения с фторопластовы iii ao.I iI MiI 10 и неподвижный патрубок 11. В устройстве расстояние между торцами сопла и резонатора для каждого излучателя в среднем положении стержней выбрано из соотношения

leap= (1,673 — -3,855) (dñð — d T ) (1 — 0,8 — ) 1607846

ЗО

Формула изобретения

55 где l. — расстояние между соплом и резонатором;

Ck — диаметр сопла;

d-. — диаметр стержня.

Устройство работает, следующим образом.

После заполнения тепломассообменного аппарата обрабатываемой жидкостью в газовый коллектор 1 подают рабочий газ под давлением 5 — 10 кгс/см2. При этом, независимо от начального положения стержня 5 с резонаторами 6 и 7 относительно сопел

3 и 4, за счет регулирования скачкообразных изменений направления выброса газа и частоты звучания существенно более нестационарному ультразвуковому перемешиванию подвергается большая, чем в известном аппарате, зона, что приводит к соответствующему повышению производительности аппарата. Существенную роль при этом играет периодическое резкое изменение частоты звучания, поскольку при этом на пузырьки газа любого размера воздействуют упругие колебания с попеременно различным акустическим давлением и разной кратностью резонансным колебаниям пузырька данного размера.

При этом возникает максимальное нестационарное взаимодействие (скольжение) поверхности пузырька и среды.

В устройстве с лопастным приводом и уплотнением при подаче газа возникает вращение газового коллектора с излучателями вокруг оси перпендикулярной оси сопел, что увеличивает зону озвучивания, улучшает перемешивание и эффективность процесс а.

Использование изобретения позволит существенно повысить производительность тепломассообменных абсорбционных аппаратов, уменьшить их габариты.

Установка на обоих торцах газового коллектора 1 ультразвуковых стержневых излучателей с жестко связанными между сооой стержнями, перемещающимися по оси коллектора 1 о носительно сопел 3 и 4, и изготовление объединенного стержня с длиной, обеспечивающей равенство расстояния между торцами сопла и резонатора для каждого излучателя расстоянию, на котором происходит изменение направления выброса газа,. позволяет, при подаче газа в устройство, возбудить в нем помимо основного ультразвука автомодельные регулярные осевые перемещения стержня с резонаторами 6 и 7. Это объясняется тем, что при любом малом осевом перемещении стержня 5 с резонаторами 6 и 7 относительно среднего положения направление выброса газа у обоих резонаторов устанавливается однонаправленным. При этом излучатель с меньшим l p работает в высокочастотном диапазоне и выбрасывает газ от резонатора в сторону сопла, а излучатель с большим l работает в низкочастотном диапазоне и выбрасывает газ от сопла. Равнодействующая всех газодинамических сил воздействующих на элементы стержня 5 и резонаторов 6 и 7 при этом оказывается направленной в направлении, противоположном выбросу газа. Это приводит к осевому перемещению стержня 5 в сторону излучателя с меньшим 1 (влево).

Поскольку стержень 5 и резонаторы 6 и 7 обладают определенной массой и инерцией, это перемещение приводит к тому, что у левого излучателя становится больше l p, а у правого — меньше Йр, что соответственно приводит к скачкообразному изменению направления выброса газа у резонаторов на противоположное и перестройке излучателей: левого на низкочастотный диапазон, правого на высокочастотный.

Описанные осевые перемещения со скачкообразным изменением направления выброса газа и перестройкой режима звучания автомодельны и происходят в течение всего времени подачи газа с частотой, определяемой массой (инерцией) стержня и конструктивными особенностями устройства (-5,0 Гц). Скачкообразное регулярное изменение направления выброса газа и частоты звучания приводит к значительному расширению зоны озвучивания и обеспечению существенно нестационарных перемещения и турбулизации среды, что повышает интенсивность тепломассообмена B несколько раз (до 10) по сравнению с известным ультразвуковым.

Установка в подводящий трубопровод устройства лопаточного привода-завихрителя для обеспечения вращения устройства позволяет расширить зону озвучивания, повысить эффективность процесса.

Устройство для ввода газа в тепломассообменный аппарат, содержащее трубопровод для подачи газа, цилиндрический газовый коллектор, на одном из торцов которого расположен газоструйный стерж невой ультразвуковой излучатель с резонатором, по оси сопла которого установлен с возможностью осевого перемещения стержень, отличающееся тем, что, с целью повышения интенсивности тепломассообмена за счет обеспечения автомодельного скачкообразного изменения частоты звучания и направления выброса газа, он снабжен дополнительным газоструйным стержневым ультразвуковым излучателем, установленным на противоположном торце газового коллектора, по оси сопла которого установлен с возможностью осевого перемещения стержень, при этом стержни обоих излучателей жестко соединены между собой, а расстояние между торцами сопла и резонатора для каждого излучателя в сред1607846 нем положении стержней выбрано из соотношения

lcp= (1,673 — 3,855) (d — dñò) ° (1 — 0,8 ), где I p — расстояние между соплом и резонатором;

d — диаметр сопла;

dc- — диаметр стержня. при этом газовый коллектор снабжен патрубком, установленным перпендикулярно оси

5 коллектора, патрубок снабжен лопастным завихрителем и соединен через газовый подшипник с трубопроводом подачи.

1607846

Составитель С. Баранова

Редактор Г. Гербер Техред А. Кравчук Корректор С. Черни

Заказ 3577 Тираж 563 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Рву шская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101