СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ (НАГРЕВАНИЯ) ГАЗА ИЛИ ПАРАЖИДКОСТЬЮ Советский патент 1968 года по МПК F28B3/06 F28C3/06 

Предлагаемое изобретение относится к способу интенсивного охлаждения (нагревания) газа или пара жидким теплоносителем при непосредственном контакте острой струи газа с жидкостью.

Известен способ охлаждения газов в погружных горелках, по которому для обеспечения барботажа (с целью увеличения поверхности контакта газа с жидкостью) горелку погружают в жидкость на значительную глубину, что приводит к значительным потерям напора в газе.

Предлагаемый способ заключается в том, что охлаждаемый (нагреваемый) газ или пар подают через вертикальное или наклонное сопло под некоторым избыточным давлением, достаточным для образования в жидкости лунки глубиной 5-12 диаметров сопла. Теплообмен происходит на боковой поверхности лунки между жидкостью и отраженной от ее поверхности струей газа, причем интенсивность теплообмена зависит от размеров лунки и скорости движения отраженной струи в ней. Способ обеспечивает интенсивный теплообмен, снижает время контакта и уменьшает потери напора газа.

Пример. Охлаждаемый газ - азот - с начальной температурой 300°С в количестве 0,814 кг/час подают под избыточным давлением порядка 60 .«ж /от. сг. через сопло, расположенное на поверхности жидкости, в трансформаторное масло с температурой 100°С и плотностью 0,87 г/смз. При диаметре сопла 2,2 JKJK относительная глубина образующейся лунки составляет 17,4 диаметра сопла. 1емпература охлаждаемого азота . Время охлаждения 0,031 сек. Коэффициент полпоты охлаждения определяют по формуле

300-133

0,834.

300 - 100

fpH -A:

где г

и ZTK-температура газа начальная

и конечная, (х - температура жидкости.

Коэффициент полноты охлаждения при относительной глубине лунки 8,02 (диаметр сопла 3 мм} составляет 0,98 при времени контакта 0,0078 сек, при относительной глубине лунки 2,91 (диаметр сопла 4,5 жл) ,79 при времени контакта 0,0024 сек.

Таким образом, наиболее высокий коэффициент охлаждения наблюдается при относительной глубине лунки порядка 8 диаметров сопла. Установлено, что оптимум находится в диапазоне относительной глубины лунки 5-12 диаметров сопла. 3 целью обеспечения высокоинтенсивного теплообмена, снижения времени контакта и уменьшения потерь напора газа, последний подают из сопла в виде острой струи на поверхность 4 жидкости под избыточным давлением, обеспечивающим образование в жидкости лунки с глубиной, составляющей 5-12 диаметров сопла.