Теплообменник циклонного типа Советский патент 1987 года по МПК F26B17/10 F28C3/12 

1

Изобретение относится к технике термической обработки смеси дисперсных материалов в среде высокотемпературных газов и может быть использовано в машиностроительной, металлургической, химической, строительной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена путем повышения относительной скорости между газовой и твердой фазами и обновления межфазной поверхности.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый теплообменник; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - фрагмент развертки теплообменника с отбойниками и направляющими лопастями.

Теплообменник циклонного типа содержит корпус 1 с размеш,енными в верхней части тангенциальным входным и коаксиальным выходным патрубками 2 и 3 соответственно, в нижней части - патрубком 4 для выхода дисперсной фазы. На внутренней поверхности корпуса расположены два спиральных ряда отбойников 5 треугольного профи, ш. таким образом, что отбойники верх- иего ряда расположены в шахматном порядке относительно отбойников нижнего ряда. Близлежащие торцы отбойников снабжены направляющими лопастями 6, отогнутыми в сторону противоположного ряда отбойников.

Теплообменник работает следующим образом.

Смесь полидисперсных материалов вместе с теплоносителем подают в корпус 1 аппарата через танген11,иа;1ьный патрубок 2. Во вращающемся потоке теплоносителя частицы материала прижимаются к стенкам корпуса 1, вдоль которых они перемещаются по спиральным траекториям, проходя определенное количество витков, вплоть до завершения процесса теплообмена и удаления дисперсной фазы через патрубок 4, а очищенного теплоносителя через патрубок 3.

В дисперсной фазе, отброщенной к стенкам аппарата, за счет центробежных сил и сил трения возникает отрицательный эффект расслоения полидисперсной фазы в радиальном, винтовом и осевом направлениях.

При достижении дисперсной фазой и теплоносителем отбойников треугольной формы часть газовзвеси продолжает движение по винтовой линии между рядами отбойников;

1

1322047

часть газовзвеси, двигаясь по отбойнику, срывается с вершины отбойника, в результате чего возникают турбулентные вихри, имеющие преимущественно радиальную ориентацию. За счет этих вихрей происходит частичная интенсификация процесса теплообмена и перемешивание дисперсной фазы в радиальном направлении; часть газовзвеси, благодаря на.тичию направляющих лопастей на торцах отбойников и шахматному расположению отбойников верхнего ряда по отно- щению к отбойникам нижнего ряда, приобретает волновой характер движения (т. е. газовзвесь направляется лопастью от верхнего отбойника к нижнему отбойнику, а затем от

нижнего отбойника также лопастью - к следующему верхнему отбойнику и т. д.). При этом поток газовзвеси, участвующий в волновом движении, постоянно пересекается с потоком, участвующим в движении по винтовой линии, вследствие чего происходит

активное перемещение полидисперсного материала вдоль стенки в осевом направлении и в направлении основного движения газовзвеси. Кроме того, в результате волнового движения вдоль стенки части газовзвеси увеличивается среднее время пребывания полидисперсной фазы в аппарате. Также, при ударном слиянии пересекающихся потоков газовзвеси межфазная поверхность резко возрастает и обновляется, а относительная скорость газа и частиц прини

30

мает максимальное значение; интенсивность теплообмена резко возрастает.

Формула изобретения

Теплообменник циклонного типа, содер- жащий корпус с тангенциальным входным патрубком газовзвеси в верхней части и двумя осевыми выходными патрубками для газовой и твердой фаз, отбойники треугольного профиля, расположенные на внутренней поверхности корпуса по двум винтовым ли- ниям, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена путем повыщения .относительной скорости между газовой и твердой фазами и обновления межфазной поверхности, отбойники в обеих винтовых линиях расположены в шахматном порядке и у разных линий на торцах, обращенных навстречу один к другому, снабжены лопастями, отогнутыми в сторону смежной линии.

Изобретение относится к технике термической обработки смеси дисперсных материалов в среде высокотемпературных газов и нозволяет интенсифицировать теплообмен нутем повышения относительной скорости между газовой и твердой фазами и обновле- йия межфазной поверхности. Отбойники 5 тре угольной формы, размещенные на внутренней поверхности корпуса по двум винтовым линиям (ВЛ), в обеих ВЛ расположены в шахматном порядке. У разных ВЛ на торцах, обращенных навстречу друг другу, отбойники снабжены лопастями 6, отогнутыми в сторону смежной ВЛ. В результате взаимодействия потока газовзвеси, участвующего в волновом движении, с потоком газовзвеси, участвующим в движении по винтовой линии, происходит активное перемещение полидисперсного материала вдоль стенки в осевом направлении и в направлении основного движения газовзвеси. Кроме того, в результате волнового движения части газовзвеси увеличивается среднее время пребывания полидисперсной фазы в аппарате. 3 ил. (Л Ёь/хоЗ очищенного теп/10носи пеля Ъ Ьымд ралидис перснои ipaw (Ji СО гч:) о 4 Йл/

Редактор Г. Гербер Заказ 2749/34

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.

Составитель Ю. Мартмнчпк

Техред И. ВересКорректор Л. Патай

Тираж 636Подписное