Контактный газожидкостный теплообменник

 

Использование: энергетика, охлаждение двигателей, компрессоров и узлов машин. Сущность изобретения: корпус 1 теплообменника имеет патрубки подвода и отвода газа и жидкости и размещенную внутри насадку 4. Последняя выполнена из элементов из теплопроводного материала, размещенных внутри отдельных пакетов 9, каждый из которых выполнен съемным. Между пакетами 9 размещены прокладки, выполненные проницаемыми для газа и жидкости. В корпусе 1 укреплена перегородка 5, разделяющая его на входную и выходную полости для газовой среды, подсоединенные соответственно к патрубкам подвода и отвода газа. В выходной полости выполнен лабиринтный газоотвод. Для сброса воды в верхней части корпуса предусмотрен патрубок 14 с переливным карманом 15. 1 ил.

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, применяемым для контактного обмена тепла между жидкостью и газом, и может быть использовано в отраслях энергетического и транспортного машиностроения, в частности тепловозостроения, а также для охлаждения двигателей, компрессоров и узлов машин.

Известен радиатор, выполненный из пучка индивидуальных тепловых трубок, загерметизированных по концам и частично заполненных теплоносителем, конструкция которых увеличивает теплоотвод без увеличения габаритов [1] Недостатком такого радиатора является неравномерность работы индивидуальных трубок, вследствие чего удельный тепловой поток с поверхности теплообменника незначителен.

Наиболее близким из известных по своей технической сущности является выбранный в качестве прототипа контактный газожидкостной теплообменник, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода газа и жидкости, размещенную в корпусе теплообменника насадку [2] Недостатком данного теплообменника является высокая поверхность теплообмена и достаточно низкая удельная теплоотдача, что снижает интенсивность теплообмена.

Заявленная совокупность существенных признаков находится в прямой причинно-следственной связи к достигаемому результату.

Предлагаемый контактный газожидкостной теплообменник, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода газа и жидкости, размещенную в корпусе теплообменника насадку, характеризуется тем, что он снабжен лабиринтным газоотводом, переливным карманом, раздельными прокладками, выполненными проницаемыми для газа и жидкости, и перегородкой, разделяющей корпус на входную и выходную полости для газовой среды, присоединенные соответственно к упомянутым патрубкам подвода и отвода газа, причем теплообменная насадка выполнена в виде элементов из теплопроводного материала, размещенных внутри отдельных пакетов, каждый из которых выполнен съемным, а прокладки размещены между упомянутыми пакетами, при этом карман и патрубок отвода жидкости выполнен в верхней части корпуса и сообщены между собой, а лабиринтный газоотвод выполнен в выходной полости для газовой среды.

На чертеже изображен контактный газожидкостный теплообменник, общий вид.

Контактный газожидкостной теплообменник содержит корпус 1 c патрубками входа 2 и выхода 3, размещенный в корпусе теплообменный пучок 4 для жидкой среды, например воды, и закрепленную на корпусе разделительную перегородку 5, образующую в межтрубном пространстве входную 6 и выходную 7 полости для газовой воздушной среды.

Теплообменник снабжен лабиринтным воздухоотводом 8 с решеткой, размещенным в выходной полости 7 для газовой воздушной среды, а размещенный в корпусе теплообменный пучок для жидкой среды выполнен составным из модульных теплопроводных пакетов 9 с разделительными прокладками 10, делящими их на инвентарные сменные отсеки из пористого теплопроводного материала типа металлической стружки, и снабжен торцевыми крышками 11 и 12. Для исключения попадания в корпус теплопроводных посторонних предметов установлены предохранительные сетки 13, а для сброса излишней воды в верхней части корпуса предусмотрен отводной патрубок 14 с переливным карманом 15.

Работа газожидкостного теплообменника осуществляется следующим образом.

Вода и воздух через патрубки ввода 2 водовоздухопровода одновременно в одном направлении, приблизительно с одинаковой скоростью подаются в корпус 1. Водовоздушная смесь, проходя через теплопроводные пакеты 9 с разделенными прокладками 10 теплообменного пучка и контактируя с ними, осуществляет теплообмен, при этом холодный воздух охлаждает теплопроводный материал теплообменного пучка, сам при этом нагреваясь, а подлежащая охлаждению горячая вода, нагревая теплопроводный материал теплообменного пучка, охлаждается. В данном случае теплообмен происходит между средами через теплопроводный материал теплообменного пучка и является основным, при этом теплообмен происходит также и между фазами вода-воздух.

Охлажденная вода и нагретый воздух из теплообменного пучка переливаются в полость корпуса 1 и через сливной патрубок (условно не показан) в систему охлаждения. Так как теплообмен в теплообменнике происходит при избыточном давлении 0,2-0,3 ати, происходит осушение воздуха. Избыток воды в теплообменнике уделяется через отводной патрубок 14 с переливным карманом 15. Отработанный нагретый воздух удаляется из корпуса через лабиринтный воздухоотвод 8.

В процессе технического обслуживания теплообменника при снятых торцевых крышках 11 и 12 производят продувку сжатым воздухом последовательно каждого из отсеков теплообменного пучка и всех отсеков в целом, что повышает теплоотдачу и создает удобство эксплуатации.

Применение изобретения позволяет повысить эффективность теплорассеивания при сохранении габаритов теплообменника, обеспечить технологичность конструкции и снизить гидравлическое сопротивление.

Формула изобретения

КОНТАКТНЫЙ ГАЗОЖИДКОСТНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода газа и жидкости, размещенную в корпусе теплообменную насадку, отличающийся тем, что он снабжен лабиринтным газоотводом, переливным карманом, разделительными прокладками, последние из которых выполнены проницаемыми для газа и жидкости, и перегородкой, разделяющей корпус на входную и выходную полости для газовой среды, подсоединенные соответственно к упомянутым патрубкам подвода и отвода газа, причем теплообменная насадка выполнена в виде элементов из теплопроводного материала, размещенных внутри отдельных пакетов, каждый из которых выполнен съемным, прокладки размещены между упомянутыми пакетами, при этом карман и патрубок отвода жидкости выполнены в верхней части корпуса и сообщены между собой, а лабиринтный газоотвод выполнен в выходной полости для газовой среды.

РИСУНКИ

Рисунок 1