Способ теплообмена между средами Советский патент 1984 года по МПК F28F13/10 

Изобретение относится к теплообмену между двухфазными потоками и может быть использовано в энергетической, металлургической, химической пищевой, и других отраслях промышлен ности для проведения процессов тепло обмена аэродисперсных или гидродисперсных потоков различного гранулометрического состава и плотности час тиц. Известен способ теплообмена потоков текущих сред при непрерывном про тивоточном их движении -в поверхностном теплообменнике, когда тепло передается путем теплопроводности через разделяющую их ст.енку Cl3. Недостаток способа заключается в его неэффективности, поскольку он не обеспечивает высокой интенсификации теплообмена, а именно: теплообменивающиеся среды разделены стенкой, об ладающей значительным термическим сопротивлением, которое увеличивается и пограничными слоями теплообмени вающихся сред, образующимися на по верхностях стенки. Известен способ теплообмена между .потоками дисперсных сред при непрерывном противоточном их движении путем подачи крупнозернистой среды сверху в вертикальный аппарат, а мел козернистой среды встречно-пневмоiTpaHcnopTOM снизу. Йанный способ обеспечивает более высокую интенсивность теплообмена вследствие контактного теплообмена между теплообменивающимися средами C2L Недостаток способа заключается в том, что он не может быть использован для обеспечения теплообмена полидисперсных сред, так как имеет ограничения по максимально допустимым относительным скоростям противоточ но.го движения потоков, максимально допустимой разности размеров частиц и плотностей их дисперсных фаз, так как в против-ном случае может нарушаться противоток. Известен также способ теплообмена между средами, разделенными стенкой путем сообщения одной из сред колебаний наложением знакопеременных импульсов с помощью пульсатора. Данный способ позволяет несколько повысить интенсивность теплообме на и устранить ограничения по дисперсному составу и плотностям дис-ч персных фаз, дисперсных потоков сред, а также относительными скорос тями используемых теплообменивающик ся сред С 3;. Однако наличие непроницаемой сте ки теплообменных труб между тепяооб менивающимися потоками сред сохраня ет основное термическое сопротивление кондуктивного переноса тепла ме ду потоками и ограничивает интенсивность общего теплообмена потоков. Создаваемые пульсатором продольные колебания теплоносителя в трубном пространстве аппарата не уменьшают это сопротивление. Целью изобретения является достижение эффективного и интенсивного теплообмена между потоками двухфазных дисперсных сред без смешения одной из дисперсных фаз при использовании пористой разделительной стенки. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу теплообмена между средами, разделенными стенкой путем сообщения одной из сред колебаний наложением знакопеременных импульсов с помощью пульсатора, другой среде также сообщают колебания наложением знакопеременных импульсов и одновременно осуществляют контактный теплообмен между однородными фазами сред, проходящими через пористую стенку. На чертеже издЪражена теплообмен-. ная установка, в которой может быть осуществлен предлагаемый способ. Установка содержит кожухотрубный теплообменник 1с трубами 2 внутри, выполненными из пористого материала с избирательной способностью, укрепленными в трубных досках 3 и 4,примыкающих соответственно с раздающему коллектору 5 и собирающему коллектору 6, подключенному к камере 7 пульсатора 8, в которой расположена заслонка 9, укрепленная на вращающемСЯ валу 10, общем с заслонкой 11, размещенной в камере 12 пульсатора 8 перпендикулярно заслонке 9. Камера 12 подключена к межтрубному пространству с помощью трубопровода 13, теплообменник снабжен патрубком 14 для подвода одной из сред в межтрубное пространство и патрубком 15 для ее отвода, коллектор 5 снабжен патрубком 16 для подвода среды в трубы, коллектор -б - патрубком 17 для ее отвода в камеру 7 пульсатора 8. Способ осуществляется следующим образом. В трубном и межтрубном пространствах- используются дисперсные среды с однородной фазой жидкостной или газовой. Одна из сред подается под напором в трубы 2 через патрубок 16 и коллектор 5, другая среда подается противотоком через патрубок 14 в межтрубное пространство. При вращении вала 10 в пульсаторе 8 заслонк 9 и 11 попеременно перекрывают трубное и межтрубное пространства. Когда имеет место у заслонки 9 в камере 7 положение Открыто и заслонка 11 перекрывает камеру 12, то в межтрубном пространстве давление увеличивается, а в трубном пространстве соответственно уменьшается. При этом часть однородной фазы

310910184

по всей длине пористых труб просачи-кую температуру, при этом разрушается

вается из межтрубного пространстваи турбулизируется пограничный слой

в трубное.дисперсных сред с обеих сторон стеВ следующий момент оказывается пе-нок пористых труб.

рекрытой камера 7, а камера 12 откры- Таким образом, предлагаемый спотой, при этом часть однородной фазы 5соб позволяет осуществить и совмесиз трудного пространства просачивает-тить поверхностный и контактный тепся в обратном направлении в межтруб-лообмен, причем при высоком значении

ное пространство,среднего температурного напора и при

Таким образом, при общем противо-отсутствии ограничений по относительпотоке двухфазМых сред по всему трак-10ным скоростям движения потоков, разту их движения в теплообменнике осу-ностям размеров частиц и плотностям ществляется пульсирующий поперечныйдисперсных фаз монодисперсных и пообмен между частями однородной фазы.,лидисперсных сред. При этом можно Части,, переносимые от горячей двух-чбез смешения и последукицего разделёфазной среды, имеют более высокую 15ния осуществлять интенсивный теплотемпературу , а части, переносимые вобмен между дисперсными частицами обратном направлении от холоднойодного и того же размера и плотносдвухфазной среды, имеют более низ-ти их.

СПОСОБ ТЕПЛООБМЕНА МЕЖДУ СРЕДАМИ, разделенными стенкой, путем сообщения одной из сред колебаний наложением знакопеременных импульсов с помощью пульсатора, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена при использовании двухфазных дисперсных сред и выполнении разделительной стенки пористой, другой среде также сообщают колебания наложением знакопеременных импульсов и одновременно осуществляют контактный теплообмен между однородными фазами сред, проходящими через пористую стенку.