ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 1996 года по МПК F28C3/06 

Изобретение относится к аппаратам для утилизации теплоты парогазовых выбросов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например, химической и текстильной.

Известны смесительные теплообменники для нагрева воды [1] которые представляют собой вертикальную камеру, внутри которой расположен водораспределитель, насадки, где происходят тепломассообменные процессы и сборник нагретой воды.

Однако, данные теплообменники обладают существенным недостатком, которое заключается в забивании насадки пухом, содержащимся в паровоздушной смеси (ПВС), уходящей из сушильных установок, что приводит к резкому возрастанию аэродинамического сопротивления. Другим недостатком этой конструкции является низкий средний коэффициент теплопереноса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является смесительный теплообменник [2] который содержит входные и выходные патрубки для газа и жидкости, подключенные к корпусу, в полости которого установлен пакет пластин с планками, расположенными под углом, последовательно увеличивающимся по ходу газа с образованием зигзагообразных каналов. Углы наклона в конце канала различны и зависят от влагосодержания ПВС, подводимой к теплообменнику.

Однако, указанный теплообменник имеет существенный недостаток, ограниченную поверхность теплообмена и, как следствие, низкую теплоутилизационную способность (порядка 0,5-0,6).

Целью настоящего изобретения является увеличение поверхности теплообмена и интенсивности процессов переноса. Указанная цель достигается тем, что в теплообменнике содержащем входные и выходные патрубки для газа, расположенные доль одной оси и жидкости, подключенные к корпусу в полости которого установлен пакет пластин с планками, расположенными под углом последовательно увеличивающимся по ходу газа с образованием зигзагообразных каналов. Днище поддонов выполнено профилированным, образуя с поверхностью жидкости каналы переменного сечения в виде последовательно чередующихся конфузорных и диффузорных участков и перфорированным со степенью перфорации 0,01-0,02. Чередование конфузорных и диффузорных участков уменьшает аэродинамическое сопротивление и толщину пограничного слоя, что интенсифицирует процессы переноса и турбулизует поток ПВС. Увеличение поверхности теплообмена достигается за счет организации орошение потока ПВС водой через перфорацию в стенках поддонов.

Дополнительный эффект достигается за счет выполнения конфузорных и диффузорных участков в соотношении 1:2 и угла раскрытия конфузора не более 40 градусов.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид теплообменника, на фиг. 2 его горизонтальный разрез, а на фиг. 3 вид теплообменного элемента.

Теплообменик представляет собой горизонтальную камеру 1, в верхней части которой расположены патрубок подвода холодной воды 2 и водораспределитель 3. Средняя часть теплообменника представляет собой зону теплообмена, заполненную планками 4, закрепленными на поддонах 5, нижняя часть которых выполнена профилированными, образующими с поверхностью жидкости конфузорные 12 и диффузорные 13 каналы. Стенки поддонов имеют отверстия 14, через которые происходит разбрызгивание жидкости в потоке ПВС, что значительно увеличивает поверхность теплообмена и количество переданной теплоты. С обоих торцов камеры расположены патрубки подвода 6 и отвода 7 ПВС. Сборку поддона вблизи заднего торца по ходу газа расположен штуцер подвода воды 8, а с другой его стороны имеется водослив 9. Снизу камеры расположен приемник нагретой воды 10 и патрубок ее отвода 11.

Теплообменник работает следующим образом. ПВС, подведенная к камере 1 через патрубок 6, направляется по зигзагообразным каналам, образованным планками 4 и поддонами 5. Дно поддона выполнено профилированным и образует с поверхностью жидкости конфузор-диффузорные каналы 12, 13. Отработанный газ удаляется из теплообменника через патрубок 7. Холодная вода через патрубок 2 поступает в водораспределитель 3, а оттуда по трубкам через штуцера 8 на поддоны 5. Холодный теплоноситель, растекаясь пленкой по всей ширине поддона, направляется по зигзагообразным каналам навстречу ПВС, нагревается при непосредственном контакте с последней и по водосливам 9 поступает в приемник горячей воды 10, а оттуда через штуцер 11 к потребителю. Часть воды отверстия 14 стекают с поддона на поддон, увеличивая поверхность контакта. ЫЫЫ2

Использование: в различных отраслях промышленности, например, в текстильной и химической. Сущность изобретения: теплообменник содержит горизонтальную камеру, в верхней части которой расположены патрубок подвода холодной воды и водораспределитель. Средняя часть теплообменника представляет собой полость, заполненную планками 4, закрепленными на поддонах 5, днища которых выполнены профилированными в виде конфузорных 12 и диффузорных 13 участков с отверстиями 14. С обоих торцов камеры расположены патрубки подвода и отвода паровоздушной смеси, а снизу - сборник нагретой воды и штуцер ее отвода. Конструкция обеспечивает увеличение поверхности теплообмена и интенсивности процессов переноса. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Теплообменник, содержащий корпус с соосными входным и выходным патрубками для газа и патрубками для жидкости и установленный в полости корпуса пакет поддонов с планками, расположенными под углом к направлению потока газа, увеличивающимся по ходу этого потока с образованием зигзагообразных каналов, отличающийся тем, что днище каждого поддона выполнено перфорированным со степенью перфорации, равной 0,01 0,02, и профилированным, образуя с горизонтальной плоскостью конфузорно-диффузорные каналы. 2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что длина конфузорных участков каналов в два раза меньше длины диффузорных.