Массо-и теплообменный аппарат Советский патент 1986 года по МПК B01D3/30 E21F3/00 

Изобретение относится к способам охлаждения воздуха в горнодобывающей промышленности и может быть использовано при кондиционировании воздуха в металлургической, текстильной, пищевой и других областях народного хозяйства.

Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения воздуха за счет интенсификации процессов массо и теплообмена.

На фиг.1 изображен массо- и тепл обменный аппарат, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.. 1 ,

Массо- и теплообменный аппарат содержит контактное устройство 1, в нижней части которого на валу 2 установлена вращающаяся направляюща лопатка 3, а в верхней его части жестко закреплена лопатка 4 и ударн диспергирующая лопатка 5. На трубе с фланцем 6 закреплены патрубок 7 для ввода воды в виде струи и контактное устройство 1 . Патрубок с. фланцем 6 по его поперечному сечени должен обеспечивать скорость потока воздуха не менее 15 м/с с целью создания условия питания струи воды и ее ускорения.

В цилиндрическом сепарационном устройстве 8 установлены два ограничительных кольца 9 с отверстиями 10 в части каждого для вывода воды из пространства 11, образован- .ного крышкой 12 и кольцом 9, служащего для ликвидации пленки воды на крьшке I2.

Между кольцами 9 закреплена разделительная и направляющая потоки воздуха и воды лопатка 13 выпуклой стороной к цилиндрическому корпусу сепарационного устройства 8. Между концами разделительной лопатки 13 образованы щели: щель 14 - между корпусом сепарационного устройства 8 и концом разделительной лопатки 13, а щель 15 - между верхним концом ударно-диспергирующей лопатки 5 и концом разделительной лопатки 13, которые расположены на уровне 1 оризонтальной оси сапаратора. Бе- личина сечения щелей принимается в зависимости от расхода жидкости.

Для прохода воды, в сборник 16 из пространства 17, образованного разделительной лопаткой 13 и корпусом сепарационного устройства 8, выполнена щель 18.

Из сборника 16 через патрубок 19 выводится вода, а через патрубок 20 - воздух, очищенный от капель воды. Для вращения лопатки 3 пред- назначен рычаг 21,

Контактное устройство 1 в компоновке с сепарационным устройством 8 работает следующим образом.

В трубу с фланцем 6 подают воз10

дух на охлаждение и с помощью направляющей лопатки 3, которая вращается на валу 2, рычагом 21 устанавливают необходимое сечение для прохода воздуха и воды. Вода в виде

струи подается в контактное устройство 1 через патрубок 7. Потоки воздуха и воды смешиваются и ускоряются до необходимой скорости (20-102 м/с). В промежутке между

направляющими лопатками 3 и 4 и за лопаткой 4 поток воды предварительно дробится на капли, которые, в свою очередь, одновременно получают ускорение за счет кинетической

энергии воздуха. При этом относительная скорость потоков воздуха и капель воды приближается к нулю, а линейные скорости выравниваются по абсолютному значению.

Капли воды, получившие заданную скорость, вместе с воздухом направляются на ударно-диспергирующую лопатку 5.

Вблизи ударно-диспергирующей ло- патки 5 давление и плотность воздуха увеличиваются (воздух уплотняется), кроме того, резко изменяется скорость и направление его движения. На некотором расстоянии от ударно-диспер,.Iгирующеи лопатки 5 и на самой лопатке относительная скорость воздуха и капель воды принимает максимальное значение или наибольшую величину сложного движения фаз. Здесь же в

результате эффекта гидродинамического удара ускоренных капель воды об уплотненный слой воздуха и ударно- диспергирующую лопатку 5 осуществляется интенсивное обновление и увеличение поверхности фаз, в результате одновременно протекает интенсивный тепло- и массообмен.

Изменив направление движения, воздух и дополнительно диспергированная на капли вода из контактного устройства 1 направляется в сепара- ционное устройство 8 для очистки воздуха от капель воды. Смесь потоков воздуха и капель воды после контактного устройства 1 направляется на внутреннюю поверхность сепаратора 8. На ней из капель диспергированной воды, отбрасываемых центробежной силой из воздушной смеси, образуется движущаяся пленка, которая через щель 14 попадает в пространство 17.

В области верхнего конца ударно- диспергирующей лопатки 5 на уровне горизонтальной оси сепаратора динамическое давление (скоростной напор) воздуха вместе с потоком капель воды вновь приобретает наибольшее значение, а статическое - минимальное. Вследствие этого в щели 15 и в пространстве 17 образуется разряжение и воздух через щель 15 из пространства 17 поступает в сепаратор. Такая аэрогидродинамическая обстановка способствует беспрепятственному движению пленки ВОДЬ и части воздуха через щель 14 под разделительную

А- fi.

20678

и направляющую лопатку 13, Из пространства 17 через щель 18 вода поступает в сборник 16 и с помощью патрубка 19 выводится из сборника 16,

5 Основной поток воздуха, очищенный от капель воды, благодаря специальной компоновке конструктивных элементов в сепараторе получает вращательное движение с ускорением, в реэуль10 тате чего увеличивающаяся центробежная сила отбрасывает капли воды на внутреннюю поверхность сепаратора и, прижимая к ней пленку, одновременно вынуждает последнюю дви15 гаться к щели 14.

Вместе с тем часть жидкости в виде пленки движется и по ограничительным кольцам, попадая в пространство И, откуда через отверстие 10

20 перетекает в пространство 17.

Воздух, охлажденный и очищенный от капель воды, через патрубок 20 выводится из сепарационного устройства 8.

иг.г

rs