Теплообменная секция пленочного аппарата Советский патент 1990 года по МПК B01D1/08 B01D1/22 

Изобретение относится к пленочным аппаратам для проведения теплообмена, тепломассообмена с целью осуществления выпаривания, испарения, культивирования микроорганизмов и может найти широкое применение в химической, микробиологической и других отраслях про- мьшшенности.

Целью изобретения является увеличение эффективности, производительности и снижение высоты аппарата.

На фиг. 1 представлена теплообмен- ная секция пленочного аппарата, общий вид; на фиг, 2 - часть витка полой спирали с нанесенными на ее поверхности кольцевыми канавками; на фиг. 3 - цилиндрическая труба.

Теплообменная секция пленочного аппарата состоит из корпуса 1, горизонтальных перегородок 2, образующих камеру 3 для подачи теплоносителя, цилиндрических труб 4, в верхней части которых установлены распределители 5 жидкости, выполненные в виде патрубков. В цилиндрических трубах 4 установлены полые кольцевые спирали 6 с полостью 7, сообщенной с камерой 3 для подачи теплоносителя каналами 8 На поверхности кольцевой полой спирали 6 выполнены кольцевые канавки 9 На наружной и внутренней поверхности полой кольцевой спирали 6 закреплены турбулизирующие ребра 10. При этом отношение наружного диаметра d вита

00

ка спирали к внутреннему диаметру d , цилиндрической трубы 0,88-0,98.

Тенлонбменная секция пленочного ап11ар;гга работает следующим образом. Обрабатываемая жидкость пиступает J3 зазор, образованньй распределителем 5 жидкости и внутренней поверхностью цилиндрической трубы 4, и, попав меж ду витками кольцевой полой спирали В , приобретает вращательно-посту-, Нательное движение, начинает пе- 1)емещаться вниз, обтекая витки полой фпирали 6, образуя слой толщиной 5 - is мм жидкостной пленки, которая при фтом перемешивается за счет обтекания jie6ep 10 и канавок ,9. При этом интенсивно идет передача тепла от теплоносителя, поступающегов камеру Зин полость 7 спирали 6 через каналы 8, р обрабатывающую жидкость. : Эффективность обусловлена увеличением поверхности теплообмена, турбули Ьацией жидкостной пленки и увеличением времени ее пребывания в зоне кон- такта. Увеличение поверхности теплообмена обусловлено тем, что тепло передается не только через поверхность цилиндрических труб, но и через поверхность полой кольцевой спирали, оторую .омывает жидкостная пленка. Это позволяет увеличить поверхность теплоотдачи в 1,3-1,6 раз. Увеличение турбулизации жидкостной пленки обусловлено тем, что жидкостная пленка не только вращается между витками полой |кольцевой спирали, но и обтекает ее (витки с обеих стороН)Дополнительно ;при этом турбулизируясь,- кроме того это увеличивает и время пребывания ;Жидкостной пленки в зоне контакта.

Наличие отношения наружного диаметра витка кольцевой спирали d к вн треннему диаметру цилиндрической трубы d, равного d(,/d 0,88-0,98, . позволяет части жидкостной пленки перемещаться между внутренней стенкой цилиндрической трубы и на- ружными витками полой спирали, что дополнительно турбулизирует.жидкостную пленку, увеличивает поверхность теплообмена, повышает коэффигщент телоотдачи.

При соотношении dj,/d 0,98 происходит забивание зазора между стенкой трубы и полой спиралью, что не . эффективно. При dj,/d :0,88 увеличивается зазор, что не позволяет прид вращательно-поступательное движение жидкостной пленки, а это снижает те

0

5

0

25

ь.

30

35

40

45

50

55

лопередачу вследствие проскока основной части жидкости в выполненный зазор, уменьшает время контакта.

Наличие на поверхности кольцевой спирали кольцевых канавок позволяет дополнительно перемешивать слои жид«- костной пленки, прилегающие к поверх ности витков кольцевой спирали, что естественно улучшает эффективность теплообмена.

Наличие на наружной или на внутренней поверхности витков кольцевой спирали турбулизируюших ребер, установленных вдоль оси аппаратаj обеспечивает дополнительную турбулизацию жидкостной пленки за счет обтекания ребер. Жидкостная пленка в цилиндрической трубе имеет сложное движение: совершает вращательно-поступательное движение между витками спирали и обтекает каждый виток спирали с внут- ренней и наружной ее стороны„

I

Таким образом, наличие кольцевой

спирали, выполненной полой, полость которой сообщена с полостью камеры для подачи теплоносителя каналами, соблюдение отношения диаметров 0,88- 0,98, а также наличие ребер и канавок на поверхности витков, полой спирали позволяют увеличить производительность, повысить эффективность и умень шить высоту аппарата, что снижает себестоимость выпускаемого продукта.

Формула изобретения

1. Теплообменная секция пленочного аппарата, содержащая корпус с камерой для подачи теплоносителя, ограниченной горизонтальными перегородками,- цилиндрические трубы, распределители жидкости, установленные в верхней части труб и выполненные в виде патрубков, кольцевую спираль, размещенную внутри труб, отличающая с я тем, что, с целью noBbmie- ния эффективности, производительности и снижения высоты аппарата, кольцевая спираль выполнена полой, а полость спирали посредством каналов сообщена с камерой для подачи- теплоносителя, при этом отношение наружного диаметра витка спирали к внутреннему диаметру

цилиндрической трубы равно 0,88-0,98.

2. Секция по п. 1, отличающаяся тем, что на поверхности спирали вьшолнены кольцевые канавки.

516113606

3. Секция по п. 1, отлича- вдоль оси трубы на наружной и ю 14 а я с я тем, что она снабжена внутренней поверхностях витков коль- турбулизирующими ребрами, установлен- цевой спирали.

Изобретение относится к пленочным аппаратам, предназначенным для проведения тепло- и массообменных процессов в химической и микробиологической промышленности, и позволяет увеличить эффективность, производительность аппарата и снизить высоту аппарата. Теплообменная секция пленочного аппарата содержит корпус с камерой для подачи теплоносителя, цилиндрические трубы, распределители жидкости, кольцевую спираль, размещенную внутри трубы. Спираль выполнена полой и соединена полостью с камерой для подачи теплоносителя, при этом отношение наружного диаметра витка спирали к внутреннему диаметру цилиндрической трубы равно 0,88-0,98. Кроме того, на поверхности спирали выполнены кольцевые канавки, а секция снабжена турбулизирующими рабрами. Жидкость стекает по внутренней поверхности цилиндрической трубы между витками полой кольцевой спирали в виде жидкостной пленки, которая совершает вращательно-поступательное движение, а также обтекает с обеих сторон витки кольцевой спирали. При этом происходит интенсивный тепло- и массообмен. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

E.ZIZ2I2 бS

г

Г

г

Г

УЛ/ //Х///ХУ I хтхх ч

д 7

EZsSzZZZZZzSzZZZZZ ZT T:.:..

. 1

д 7

..

Фиг. 2

Фие.д