Способ очистки стенок каналов теплообменного аппарата Советский патент 1983 года по МПК F28G7/00 F28F13/10 

со ю Изобретение относится к способам предотвращения инкрустирования внутранних стенок каналов теплообменных аппаратов в процессе нагрева растворов и.может Найти применение в химической промышленности. Известен способ очистки стенок каналов теплообменного аппарата путе воздействия на рабочую дреду, проходящую через каналы, звуковыми коле баниямл в диапазоне инфразвуковэх i частот, поочередно накладываеьг: М14 в противоположных направлениях l , Недостатком способа является низкое качество очистки каналов теплообменного аппарата, так как колебания при поочередном наложении импульсов с частотой ниже звукового диапазойа не оказывают на рабочую среду интенсивных воздействий препятствующих образованию солевых отложений на стенках каналов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является .способ очис ни стенок каналов теплообменного аппарата путем воздействия на рабочую среду, проходящую черезканалы, звуковыми колебаниями, на которые накладывают в противофазе рефлек торную волну вдоль продольной оси каналов 2j ,. Недостатком способа является низкое качество очистки стенок канаг лов, обусловленное тем, что в узлах звуковой волны при противофазном воэ действии -на нее рефлекторной волны . возникает отрицательное.давление, вследствие чего отложения с поверхности стенок каналов не удаляются, что значительно снижает интенсивность процесса теплообмена, Цель изобретения - повьшение качества очистки и интенсификация процесса теплообмена. Поставленная цель достигается теМ что согласно способу очистки стенок каналов теплообменного аппарата путем воздействия на рабочую среду, проходящую через каналы, звуковыми колебаниями, воздействие на рабочую среду осуществляют звуковыми колебаниями, совпадаквдими по ча1стоте и фазе с нормальными, колебаниями пристеночного слоя рабочей среды. При таком воздействии на рабочую среду в пристеночном слое последней возникают гидродинамические волны и течения, ускорякадие отвод и подвод среды к стенке канала. Синхронизация звуковых колебаний увеличивает мощность радиальных компонент пульсаций скорости, в результате чего происходит пульсадионное скалывание отложений с поверх.ности стенок каналов и повышается качество их очистки, что позволяет интенсифицировать процесс теплоотдачи. Способ осуществляют следующим образом. В процессе нагревания растворов с высокой солевой концентрацией в теплообменных аппарата с стенки каналов, через которые проходит рабочая среда, покрываются отложениями солей. С помощью пьезоприемников, установленных в области пристеночного слоя рабочей.среды, замеряют спектральную плотность частот нормальных колебаний этого слоя или определяют ее по эмпирической формуле Sh 0,103-Re °55, где Sh - число Струхаля .Re - число РейнЬльдса. На рабочую среду, циркулирующую в каналах, воздействуют звуковыми колебаниями возмущающих импульсов, регенерируемых с помощью гидродинамического или аэродинамического излучателей. Излучатель настраивают на генерирование спектра колебаний, совпадакяцих по частоте и фазе с нормальными колебаниями пристеночного слоя рабочей среды. В ре зультате совме- щения спектральных плотностей частот В пристеночном слое рабочей среды возникают и развиваются гидродинамические того же диапазона частот. Подвод и отвод рабочей среды в пристеночный спой ускоряется.. Регулируя мощность генерируелмх звуковые колебаний, увеличивают или уменыц.ают амплитуду отдельных коле-баний, синхронизируя их. В процессе синхронизации звуковых волн пульСсщии скорости средал (отвод и подвод); в пристеночном слое оказываются в фазе с вынужденными колебаниями, вследствие чего результирумыая радиальной компоненты растет u(2 iмl°, , -л/ где I - частота, колебаний, с . А - амплитуда колебаний, м. При этом создаются условия, обеспечивающие разрушения пристеночного слоя рабочей среды и пульсационное скалывание отложений со стенок кан«1лов теплообменного аппарата. ЭтР в свою очереди интенсифицирует процесс теплообмена. .Пример. В. каналы диаметром 38 X 2 мм теплообменного аппарата (iZQQ м)подают 30%-ный раствор сульфата натрия. . . В качестве теплоносителя, поступающего в межтрубное пространство аппарата, подают конденсат с температурой 15 . В процессе нагревания раствора сульфата натрия теплопередающие,стенки каналов покрываются отложениями сульфата натрия. Для предотвращения 310609 отлоягений с помощью анализатора спектра СК 4-26 и пьеэоприемника СПЩ-Р, установленного заподлицо на стенке, замеряют спектральную плотность частот нормальных колебаНИИ пристеночного слоя раствора суль- 5 фата натрия. Она составляет 30, 50, 60, 90 Гц. С помощью гидродинамического пластинчатого излучателя, введенного в распределительную камеру аппарата) генерируют, звуковую волну10 со спектральной плотностью-частот.. вынужденных импульсов равной 35, 80, 95 Гц. Увеличением мощности излучателя до 2-3 кВт колебания син21tхронизируют и воздействуют ями на раствор сульфата натрия. В течение 240 ч работы аппарата толщина отложений твёрдой фазы на стенках каналов 0,,.2 мм. В аналогичных условиях за 150 Ч работы аппарата толщина отложений сульфата натрия 3 мм, что снижает интенсификацию теплообмена, Технико-экономические преимущества способа очистки стенок каналов теплообменногр аппарата состоят в повышении качества очистки и интен-: сификации процесса теплообмена.