Насадка тепломассообменного аппарата (ее варианты)

 

Использование: теплоэнергетика, тепломассообмен утилизация тепла уходящих газов котлов. Сущность изобретения на пакет гибких металлических лент 7,, закрепленных верхними и нижними концами, действует лото/ воды распределяемый над насадкой оросителем 2, а также поток дымовых газов, движущийся навстречу потоку воды. В результате колебаний лент 7 происходит турбулизация пленки воды Кроме того, вибрация способствует конденсации водяных паров, содержащихся в дымовых газах. В ином варианте выполнения насадка снабжена дистанционирующей решеткой, ограничивающей перемещение лент в поперечном направлении, при этом свободные концы лент размещены ниже решетки. На кромках каждой ленты по все ее длине выполнены прорези Кроме того, предусмотрен вариант выполнения пакета из горизонтально расположенных металлических лент, закрепленных концами. 3 с и 2 зл ф-лы, 6 ил

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

) 8ада

ФЫ7

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4953712/06 (22) 20.05.91 (06) 35.1193 Ьол. Ne 41-42 (71) Волгодбнский филиал Новочеркасского политехнического института (72) Леонтьев СА; Беседин AM. (73) Леонтьев Сергей Александрович (54) НАСАДКА. ЯййОМАССОО6МЕННОГО

АППАРАТА фЕ ВАРИАНТЫ) (57). Иптользование: теппоэнергетика, тепломассообмен, утилизация renna ухадящих газов котлов.

Сущность изобретения: на пакет гибких металлических лент 7, закреппеннух верхними и нижними концами, действует поток воды, распределяемый . (в) RU (и) 2003022 С1 (51) 5 F28 F25 08 над насадкой оросителем 2, а также поток дымовых газов, движущийся навстречу потоку воды 8 результате колебаний лент 7 происходит турбупиза. ция аленки воды Кроме того, вибрация способствует конденсации водяных паров, содержащихся в дымовых газах. 8 ином варианте выполнения насадка снабжена дистанционирующей решеткой, ограничивающей перемещение лент в поперечном . направлении, при этом свободные концы лент размещены наке решетки. На кромках каждой ленты по все ее длине выполнены прорези. Кроме того, предусмотрен вариант выполнения пакета из горизонтально расположенных металлических лент, закрепленных концами. 3 с и 2 зл.ф-лы, 6 ил.

2003022

Изобретение относится к контактным аппа1.атам, в частности, используемым для

H l рева Воды за счет глубакага охлаждения отходящих дымовых газов котлов, сопроважда;Ощегося конденсацией содержащихс:;;- дымовых газах Водяных паров,,.:";звестны насадки тепломассаобменн:. х:-:.Ппаратов, представляющие собой вер"..,:.;, ьно или горизонтально размещенные

r,.."КИ.. ".тРУНb! C НапизаН11ЫМИ На НИХ Наеад чны1.1> телами различной формы. Они

11;)едус1.1атрива1от интенсификаци1о тепломассообмена за счет турбулизации при об1(,1<0 1-1 и-1 н асадочн ых элементов и к-леб(»1гиях струн. i-":и. Ол:-... близким техническим реше1 . э я-".;1лется насадка» епламассабменнаГО

:,;.:,)а,, содержащая пакет вертикально р:- ":";-:-1ценHiых и шарн!rtpHo закрепленных ь

В(:1»::-:, ;.". концах пластинчатых элементов, дел >щих пакет на каналы и распола>кенных гад j.no! к каналу подвода газа, причем длина элеменгов насадки увеличивается по

;.:::: Оэ:.=.,",ВH«!10 подачи га)а. В них<ней части эл.:;::81;! ов насадки установлены упругие or» 1"-;!", 1И»ЕЛИ ПPPBI:.PB!8 IMMI, Недocla.ком известной конструкции я Гляглгся icвоэмо>кность перераспределеГ:О,OB газа и жидкости между отдельi i „ -1;.". и к а и а л э м и и В с л е д с т В и 8 э т o I 0 !

i 8oà!3 номер ность т81»ламассабмена 10 се -1ению аппарата. Насадка известнсй конструкции не позволяет дс>стигнуть высокой интенсивности тепломассообмена. Это связано с »ем, что пластинчатые элементы обладают значительной инерцией, что мо>кет быть причи 10А недостаточного уровня их

Вибрации В потоке.

081ь10 изобретения является повышение эффективности тепломассаобмена за с 18т улучшения распределения жидкости и газа 1 10 сечению, усиле11ия турбулизации потоков, развития Вихреобраэования и увеличения поверх ocTv тепламассообмена.

Указанная цель достигается тем, что по первому варианту конструкции насадки она выполнена В виде гибких металллческих лент, расположенных вертикально и 3BI(perfлен1ых с обоих концов, Согласно второму варианту изобретения верхние концы вертикально размещенных гибких металлических лент закреплены, а нижние концы распаложень1 ниже уровня канала подвода газа и ограничены дистанционирующей решеткой. При этом для достижения большего эффекта края гибких металлических лент в первом и втором вариантах конструкции могу» быть поперечно нвдрезань1 по всей их длине. Согласно третьему варианту изобретения гибкие металлические ленты расположены горизонтально и закреплены с обоих концов.

Обьединение трех технических рекений в одну заявку связано с тем, что данные варианты конструкции предназначены для решения одной и той же задачи — повышения эффективности тепломассообмена принципиально одним и тем же путем — использованием гибклх металлических лент, различным образом размещенных в тепломассообменном аппарате и колеблющихся в потоке.

Заявляемые технические решения отлича10тся от прототипа тем, что в качестве насадки используются гибкие металлич с!<ие

neHTbl, В том числе для перВОГО Втаг)ОГО вариантов изобретения с f»oflepP но надрезнымл по всей их длине краями.

Это отличие позволяет сделать вывод о соответствии заявляемых техническMx решений крИтерию "новизна". Признак, отличающий заявляемые технические решенил от прототипа не выявлен в других технически>. ре1 1pнияz Г1ри иэуч811и1, да1111ой1 и;,.18>к ной областей техн I!эешенияк» саответствие критери О существенные отличия".

На фиг,1 сх; мати1ески представ>1811 продольный разрез аппарата по перваь1у

Ba pea iiT конструк11ии; и -: (1, 1ã.2 — 110!»Вреан ый ра3р83 ап па()ата па i! 01)вому и в i opof:,">! вариан гам;-;анетрукции.; и= фиг.3 — гио;<ая лента с f»ol»ej)eчна Happc3BH!161ми краями;

11а фиГ,4 — Гl po ffof» ьный t)a3pe ап па рата па втopov if Варианту ко стрyKöèè; на фиГ,5 продольный разрез аппарата по третьему варианту конструкции. На фиг.б — поперечный разрез аппарата па третьеfëó варианту конструкцли.

Тепломассоабменный аппара.г по первому варианту (фиг.1 и 21содержит корпус 1, узел орошения 2, каплеуловитель 3, штуцер подвода газа 4, штуцер отвода газа 5, поддон для сбора воды б, размеще 1ные вертикально и закрепленные с обоих концов

Гибкис МBталлические ленты 7. Для ycvneния положительного эффекта края гибких металлических лент могут быть поперечно надрезаны по всей их длине (фиг.3).

Насадка»-епломассобменнога аппарата работает следу1ощим образом.

На пакет гибких металлических лент 7 действует движущийся вниз поток воды, который подается узлом орошения 2 и распределяется в насадке Главным об1)азам В виде пленок, стекающих по гибким металли1еcKIlf лентам 7, а также поток Qblf" OBblx газов, ДВи>кущийся с низу вверх. В Зависимости 0Т расхода дымовых газон Bозможны следую2003022 щие режимы работы насадки. При небольших скоростях дымовых газов наблюдается колебание гибких металлических лент 7 без отрыва жидкостной пленки, что интенсифицирует теплоотдачу от газов к воде эа счет 5 турбулизации пограничного слоя. Кроме того, вибрация интенсифицирует конденсацию водяных паров, содержащихся в дымовых газов. В данном режиме пленка покрывает почти всю поверхность насадки.

Повышение скорости дымовых газов вызывает усиление колебаний, частичный отрыв жидкостной пленки и ее диспергирование в каналах в виде капель, что привОдит к еще белее интенсивному тепломассообмену

t5 следствие увеличепия поверхности теплоjjihcconepe oca. Это связано с тем, что темдература гибких металлических лент 7 приближается к температуре воды, поэтому

20 конденсация водяных паров. происходит и на поверхности жидкостной пленки, и на поверхности капель, и на несмоченных участках гибких металлических лент 7. Передаверхность насадки. Наличие зазоров между гибкими металлическими лентами способствует равномерному распределению газожидкостных потоков по сечению теплообменного аппарата.

Тепломассообменный аппарат по второму варианту (фиг.2 и 4) отличается от тепломассобменного аппарата по первому варианту тем, что нижние концы вертикально размещенных гибких лент 7 находятся ниже уровйя штуцера подвода газа 4 и ограничены дистанционирующей решеткой 8.

Насадка тепломассообменного аппара- 40 та работает следующйм образом.

Дымовые газы, подводимые ере3 штуцер 4, омывают. свободные концы гибких металлических лент 7, вызывая их беспорядочное движение, Ато обуславливает, по 45 сравнению с первым вариантом, более высокую турбулентность потока дымовых газов и более интенсивную вибрацию металлических лент 7. В остальном работа насадки аналогична первому варианту кон- 50 струкции.

Тепломассообменный аппарат по третьему варианту конструкции (фи r.5,.6) отличается от тепломассообменного аппарата ча тепла от дымовых газов к жидкости в этом случае происходит как при неповредствен- 25 ном контакте, так и через несмоченную попо первому варианту тем, что гибкие металлические ленты 7 расположены горизонтально и прикреплены обоими концами либо к корпусу 1, либо к выемной корзине, устанавливаемой в корпусе 1 (не показана).

Насадка тепломассобмь, ° ного аппарата работает следующим образом.

Поток воды. подаваемый узлом орошения 2, распределяется в насадке в виде водяных пленок на поверхности гибких металлических лент 7 и капель, образующихся при перетекании воды с одной ленты на другую. В свою очередь гибкие металлические ленты 7 поперело обтекаются потоком дымовых газов, поступающих через штуцер 4, что вызывает периодический срыв вихрей с кромок гибких металлических лент

7 и интенсивную вибрацию последних. Наличие отрывных течений повышает эффективность тепломассообмена в аппарате вследствие интенсивных турбулентных пульсаций и развития поверхности тепломассопереноса, поскольку наблюдается част ич н ы и GTp bl B жидкостн ых пл е н О к и дробление капель за счет вибрации гибких металлических лент, а также образование газожидкостных вихрей. Кроме того, тепломассоперенос дополнйтельно осуществляется между дымовымй газами и несмоченными участками поверхности гибких металлических лент 7 аналогично описанному для первого варианта конструкции.

Использование предлагаемой насадки обеспечивает следующие преимущества.

Высокая эффективность тепломассобмена между дымовыми газами и водой способствует снижению габаритов контактного аппарата при сохранении необходимой его производительности.

Поскольку в зависимости от расхода дымовых газов насадка работает в различных ,режймах,. причем с увеличением скорости дымовых газона интенсивность тепломассообмена растет, то использование предлагаемой насадки обеспечивает создание аппарата, способного работать с переменной производитеяьйостью. (56) Авторское свидетельство СССР

ЬВ 1320642, кл. F 28 F 25/08, 1987.

Авторское свидетельство СССР

fk 1020744, кл; Г 28 С 1100, f 983.

Авторское свидетельство СССР

М 826197, кл. F 28 F 25/02, 1981.

2003022 йй7

С2с2 3муЛа изобретения

1.I1асадка тепломассробменного аппар;21а, со,-:, р2кащая пакет вертикально размсщенньх лент, закрепленных верхними

-.::ìö .22...1. отличающаяся тем, что, с целью и 1тенс11ф! KBL/ww процесса тепломассооб,.6:,г1 и 2ыг1олнены гибкими металлич . .i. Г . l 1,.1 И заКР6П!16НЬ1 НИЖНИМИ КОНЦаМИ, 2, Нас;2дка по п,3, отлича1ощаяся тем, чго, 6 целью усиления процесса турбулизации, на кромках каждой ленты по всей ее .,:!ЛИНВ ВЫПОЛН611Ы ПРОРези.

;), -. -Салка тепломассоабменнога anna-.

i,3: и;ка!цзя Г!акот Вертикально раз" 16 !(; 1н11 : iii iiT, зак(26ппенных 660хними

:::-.;,-:;., 61лнчагощаяся .6м, что, с целью интенсификации процесса тепломассообмена, она снабжена дистанционирующей решеткой, ограничивающей перемещение лент в поперечном направлении, причем свободные концы лент размещены ниже решетки.

4, Насадка по п.З, отличающаяся тем, что. с целью усиления процесса турбулиза10 ции, нэ кромках каждой ленты по всей ее длине выполнены прорези, 5. Насадка, содержащая пакет горизонтально расположенных гибких лент, отличающаяся тем, что„с целью повышения эффективности процесса теплообмена, ленты выполнены металлическими и закреплены концами.

2003022

ДЫИ0 4/Р

8Б Лl

3 д ggfyg

448. 7

Редактор Л.Волкова

Заказ 3227

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. У>кгород, ул.Гагарина, 101! ! !!! )i

1!!!!

)! (> (! !!! !! !!, ) !!! 1-1

i!>!i I li

Составитель С.Леонтьев

Техред M.Моргентал Ко„ "ректор Н.Лисина

Тираж одписноо

l-,!ÏÎ " Поиск" Росг!атента

113035, Москва, Ж-35, Раушскал на!6„4/5