Пакет насадки тепломассообменного аппарата Советский патент 1991 года по МПК B01J19/32 

Изобретение относится к конструкциям регулярной насадки пленочных тепломассо- обменных аппаратов, предназначенных для использования в химическом и энергетическом оборудовании.

Целью изобретения является повышение эффективности и эксплуатационных характеристик аппарата за счет развития поверхности контакта фаз, снижения гидравлического сопротивления, выравнивания градиентов концентраций и температур в поперечном относительно движения потока направлении и создания поперечной турбулентности.

На фиг,1 изображен лист насадки, план; на фиг.2 - пакет насадки, продольное сечение; на фиг.З - то же, поперечное сечение; на фиг.4 - проставочные элементы в виде спирали; на фиг.5 - проставочные тексты о виде скрученных лент.

Пакет тепломассообменного аппарата состоит из вертикальных гофрированных листов 1, изготовленных из сетки с эквивалентным диаметром ячейки сЬкв 1,5-3 мм. Листы насадки имеют поперечное профилирование в виде конусообразных выступов 2 с высотой вглубь потока Н, расположенное с шагом S, причем соотношение . Профиль выступов 2 в поперечном сечении имеет вид синусоиды с тем же периодом и фазой, что и основной гофр листа 1, но с амплитудой, линейно изменяющейся на шаге S от значения а до а -Н, где а - амплитуды основного гофра.

Соседние между собой листы 1 в пакете расположены зеркально, т.е. впадины основного гофра образуют вертикальные каналы, и которые направлены выступы и в которые по всей длине установлены интенсифицирующие вставки завихрите- ли, выполненные в виде спиралей 3 или скрученных лент 4.

Так как шаг навивки спирали или закрутки ленточной полости кратен шагу профилирования насадки, то при установке завихрителей в каналы оси фиксируются между вершинами выступов и образуют жесткую конструкцию пакета насадки для тепломассообменного аппарата. Этому также способствует выбор угла, равного 30-60°, между продольной осью полоски и направлением взаимно перпендикулярных между собой нитей плетения сетки в ней.

Изменив диаметр навивки спирали 3 или ширину ленты 4, можно попучить требуемое проходное сечение пакета используя одни и тс же листы насадки Спиральные завихрители обладают меньшим гидродинамическим сопротивлением, чем ленточные, и позволяют перерабатывать большие материальные потоки.

Завихрители изготовлены из сетки с меньшим значением эквивалентного диаметра ячейки, чем у сетки, используемой для листов насадки. Кроме того, в аппарате могут быть использованы как завихрители более сложной формы, так и изготовленные из алюминиевой ленты.

0В предлагаемом пакете тепломассообменного аппарата распределение потоков происходит следующим образом.

Жидкость орошает насадку сверху и в виде пленки (сетка, как известно, обладает

5 хорошей смачиваемостью) стекает по внутренней и внешней поверхностям цилиндрических каналов, образованных смежными листами. Поперечное профилирование относительно движения пленки по внешней

0 поверхности канала имеет форму уступа 5, кромка которого является точкой отрыва потока. При этом местоположение точки присоединения потока за уступом зависит от его величины Н и характеризуется тем, что

5 в окрестности этой точки возникают интенсивные турбулентные пульсации. Данное явление способствует перетеканию жидкости на внутреннюю поверхность канала. С другой стороны, пленка жидкости, ко0 торая движется по внутренней поверхности канала, попадая на полочку выступа 2, про- давмивается сквозь сетку и поступает на противоположную сторону листа насадки. Наличие выступов и уступов способствует

5 также подвисанию пленки жидкости и срыву капель с поверхности пленки, т.е. развитию поверхности контакта. Перенос капель за счет закрученного газового потока, создающегося наличием завихрителей, на противо0 положную стенку канала обеспечивает создание требуемой гидродинамической обстановки в объеме канала насадки.

Кроме того, предлагаемая форма профиля в поперечном сечении выступов 2 с

5 радиусом кривизны, большим, чем радиус основного гофра, способствует более равномерному распределению жидкости на по- верхности насадки и препятствует стягиванию ее в виде струек во впадины

0 основного продольного рифления.

Использование регулярной сеточной насадки, выполненной с указанными соотношениями размеров, позволяет интенсифицировать процессы тепломассообмена в

5 несколько раз в широком интервале изменения нагрузок по фазам.

Формула изобретения Пакет насадки тепломассообменного аппарата, собранный из чередующихся про- ставочных элементов и вертикальных гофрированных листов сетки, гофры которых параллельны друг другу, отличаю щи и- с я тем, что. с целью повышения эффективности и эксплуатационных характеристик аппарата за счет развития поверхности контакта фаз, снижения гидравлического сопротивления, выравнивания градиентов концентраций и температур в поперечном относительно движения потока направлении и создания поперечной турбулентности, сетка выполнена с эквивалентным диаметром ячейки i 1,5-3 мм и имеет поперечное профилирование в виде конусообразных выступов, нанесенных с шагом вдоль движения основного потока, равным 7-12 значениям их высот, причем профиль

выступов в плоскости поперечного сечения имеет вид синусоиды с тем же периодом и фазой, что и основной гофр, но с амплитудой линейно убывающей вдоль гофра на

каждом шаге профилирования на величину высоты выступа, соседние листы в пакете расположены зеркально, проставочные элементы выполнены с шагом закрутки, кратным шагу профилирования листа насадки,

0 изготовлены из полосок сетки с плетением в них, расположенным под углом 30-60° относительно продольной оси полоски, и установлены в вертикальные каналы, образованные впадинами гофр, зеркально

5 расположенных смежных листов насадок.

Изобретение относится к конструкциям регулярной насадки пленочных тепломассо- обменных аппаратов, предназначенных для использования в химическом и энергетическом оборудовании. Пакет тепломассооб- менного аппарата набран из вертикальных гофрированных листов 1, изготовленных из сетки и имеющих поперечное профилирование в виде конусообразных выступов 2 с высотой вглубь потока Н и шагом S. причем S/H 7-12. Соседние между собой листы в пакете расположены зеркально и образуют вертикальные каналы, в которых по всей длине установлены интенсифицирующие вставки - завихрители, выполненные в виде спиралей или скрученных лент, причем шаг навивки (закрутки) кратен шагу профилирования листа насадки. 5 ил. сл С сх XI ю сл о Фиг /

5

Фиг.

Vuz.3

Фиг.Ч

Фиг 5