Регулярная насадка Советский патент 1990 года по МПК B01J19/30 

Изобретение относится к устройствам для проведения тепломассообменных процессов в условиях контактного противеточного взаимодействия газов и жидкостей и предназначено для утилизации теплоты продуктов сгорания энергетических установок и может применяться для проведения других тепломассообменных процессов, очистки газов от пыли, кондиционирования воздуха и т. д.

Цель изобретения - снижение аэродинамического сопротивления, повышение эффективности за счет увеличения скольжения фаз.

На чертеже изображена насадка, продольный разрез.

Насадка состоит из гофрированных листов 1, установленных с зазором между вершинами гофр смежных листов на расстоянии А и дистанционирующих элементов 2, выполненных в виде полос, труб, стержней или уголков.

Расстояние между плоскостями смежных вершин гофров определяют из соотношения:

,125-0,001703 (а-90°) л,

где Л - зазор, мм;

а - угол гофрирования, град, я - период гофрирования, мм Целесообразно расстояние по горизонтали между гофрированными листами выбирать в диапазоне 35-38 6 100 мм, а угол гофрирования составляет .

Насадка выполнена со следующими геометрическими размерами мм, da 240 мм, ,286, ,43.

Устройство работает следующим образом.

Подача газа осуществляется снизу, подача жидкости - сверху (распределители жидкости на рисунке не показаны). Насадка предназначена для работы в режиме диспергирования жидкой фазы. Жидкость пленкой стекает по поверхности гофрированных листов 1 к вершинам гофр, где срывается в виде капель и струй, с одной стороны, за счет сил инерции, с другой - за счет сил взаимного трения газа и жидкости.

Пленка жидкости разрушается газовым потоком на капли и струи. Результирующий вектор скорости газового потока в прямых участках зигзагообразного канала всег(Л

%

О СО

да направлен на стенку канала. Вектор скорости жидкости совпадает с плоскостью поверхности, с которой происходит срыв жидкости, и направлен к смежному гофрированному листу. Вектор скорости жидкой фазы также направлен к смежной гофрированной поверхности. Кроме того, в газовом потоке возникают касательные напряжения, обуславливаемые не только поворотом газового потока в каждом местном сопротивлении, но прежде всего тем обстоятельством, что гофрированные листы установлены с зазором между вершинами гофр смежных листов. При этом за каждым местным сопротивлением (по ходу газового потока) возникает вихрь, в котором заканчивается дробление жидкости. При скоростях газа меньших скорости захлебывания, жидкость сепарируется из вихря на стенках канала. Происходит периодический процесс образования и распада завихрений, причем каждое местное сопротивление можно рассматривать как тарелку в массообменных процессах. Режим, который условно можно назвать диспергированным, наблюдается во всем рабочем диапазоне насадки от 2,5-3 до 5-6 м/с.

Выбор геометрических параметров произ- водился на лабораторной установке с многоканальной насадкой, причем имелась возможность визуального наблюдения. Отчетливый режим диспергирования наблюдался при условии

е

14-1

6лД

п

$

v 6 28-3i

g(

0

5

0

0

где -б - поверхностное натяжение;

g - ускорение свободного падения;

р , р - соответственно плотности жидкой

и газовой фаз,

причем минимальное расстояние между вершинами гофр смежных листов составляет 0,2-0,36, период гофрирования составляет 1,4-2,56.

Формула изобретения

1.Регулярная насадка, включающая горизонтально гофрированные листы, вершины которых расположены в параллельных плоскостях на расстоянии одна от -другой, и дистанционирующие элементы, отличающаяся тем, что, с целью снижения аэродинамического сопротивления, повышения эффективности за счет увеличения скольжения фаз, расстояние между плоскостями смежных вершин гофров удовлетворяет выражению

0,125-0,001703 (а-90°)я,

где Л - зазор, мм;

а - угол гофрирования, град;

Sf- период гофрирования, мм; а дистанционирующие элементы выполнены в виде полос, труб, стержней или уголков.

2.Насадка по п. 1, отличающаяся тем, что расстояние по горизонтали между гофрированными листами удовлетворяют условию 35-38 6 100 мм, а угол гофрирования составляет .

Изобретение предназначено для проведения тепломассообменных процессов, в частности, для утилизации теплоты продуктов сгорания природного газа на энергетических установках. Взаимодействие газа и жидкости противоточное. Жидкость стекает по насадке, состоящей из гофрированных листов и дистанционирующих элементов. Расстояние между гофрированными поверхностями определяется из заявленного отношения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.