Способ работы воздушно-испарительного вертикального теплообменника Советский патент 1976 года по МПК F28D7/00 F28D5/02 

1

Изобретение относится к области испарительного охлаждения, в частности к трубчатым теплообменникам воздушно-испарительного тина.

Известны способы работы теплообменников такого типа путем подачи в трубы смеси жидкого хладагента -с воздухом и обдува наружной поверхности труб охлаждаемым газом. Жидкий хладагент подают во все трубы равномерно, а его расход определяют по тепловой нагрузке наиболее теплонапряженных рядов труб 1.

Недостатком этих способов является повышенный унос жидкого хладагента из менее теплОНапряженных рядов труб - последних по ходу движения охлаждаемого газа.

Частично этот недостаток устранен нри работе теплообменника, в котором тепловую нагрузку в трубах выравнивают с помощью распределения расхода продувочного воздуха. Для этого под трубами устанавливают перфорированный лист с отверстиями, увеличиваюш,имися в направлении движения охлаждаемого газа 2.

Однако при расширении диапазона тепловых нагрузок полного их выравнивания по всем трубам указанным способом достичь невозможно. Кроме того, При очень больших тепловых нагрузках нервых рядов труб паросодержание продувочного воздуха возрастает

настолько, что нарушается устойчивое существование жидкостной п ленки в трубах. Жидкость будет просто выброшена из них изза высокой скорости паровоздушной смеси.

Целью изобретения является расширение диапазона применяемых тепловых нагрузок.

Поставленная цель достигается тем, что жидкий хладагент .подают только в трубы по крайней мере первого ряда со стороны входа охлаждаемого газа, а в последующие ряды труб подают смесь жидкого хладагента и продувочного воздуха с постепенно уменьшающимся расходом хладагента в направлении движения охлаждаемого газа.

На чертеже изображен воздушно-испарительный трубчатый теплообменник, работающий но описываемому способу.

Он содержит корпус 1 с пакетом вертикальных труб 2, 3, 4, установленных параллельными рядами и закрепленных в нижней 5 и верхней 6 трубных досках. Трубы подключены к коллектору 7 для входа продувочного воздуха и коллектору 8 для выхода паровоздушной

смеси. В коллекторе 7 перед трубной доской 5 размещен дырчатый лист 9 с отверстиями 10 различного диаметра для распределения воздуха по рядам труб. Отверстия 10 под трубами 2 первого ряда со стороны входа охлаждаемого газа в межтрубное пространство 1J

из патрубка 12 корпуса 1 заглушены. Точно также заглушены и нижнне концы 13 труб 2 эсого ряда. Трубная доска 5 выполнена полой. Ее полость 14 заполнена жидким хладагентом, поступаюш,им из специального бака (не локазаи). Хладагент через отверстия 15 втулок 16, встроенных в нижние концы труб 3 и 4, поступает в трубы. Ллошадь поперечного сечения отверстий 15 в каждом ряду одинакова, но постепенно уменьшается при переходе от ряда с трубами 3 к ряду с трубами 4 в соответствии с уменьшением тепловой нагрузки рядов.

При работе теплообменника охлаждаемый газ подают по патрубку 12 в межтрубное пространство 11, а в трубы 3 и 4 подают продуночный воздух из коллектора 7 через дырчатый лист 9 и центральные отверстия 15 во втулках 16. Одновременно во все трубы 2, 3, 4 падают жидкий хладагент € расходом, соответствующим тепловой нагрузке каждого ряда труб 2, 3, 4. Это соответствие обеспечивается постепенным уменьшением проходного сечения отверстий 15 втулок 16 при переходе от ряда к ряду. В трубах 2 возникает процесс кипения хладагента вследствие отсутствия в них потока продувочного воздуха, а в трубах 3 и 4-процесс испарения хладагента из пленки или барботажного слоя в зависимости от скорости воздуха в них.

В результате этого охлаждение газа осуществляется устойчиво во всех рядах труб 2, 3, 4. Диапазон нагрузок можно увеличивать до тех пор, .пока не будет достигнут предел существования развитого пузырькового кипения

в трубах 2, т. е. вплоть до кризиса кипения. Экономия воздуха, полученная в результате отказа от продувки труб 2, позволяет увеличить его расход в трубах 3 и 4, а следо1вательно, уменьщить температуру испарения хладагента в них и увеличить среднелогарифмическую разность температур в теплообменнике, т. е. увеличить эффективность теплообменника. В общем случае число рядов труб может

быть значительно больше, чем изображено на чертеже, а число рядав заглушенных труб определяется расчетом в зависимости от тепловой нагрузки труб каждого ряда.

Формула изобретения

Способ работы воз1душно-испарительного вертикального теплообменника путем подачи в трубы жидкого хладагента и продувочного

воздуха и Обдува наружной поверхности труб охлаждаемым газом, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона тепловых нагрузок, жидкий хладагент подают только в трубы ,по крайней мере первого ряда со стороны входа охлаждаемого газа, а в последующие ряды труб подают смесь жидкого хладагента И продувочного воздуха с постепенно уменьшающимся расходом хладагента в направлении движения охлаждаемого газа.

Источники ннформащии, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство № 236490, М. К л .2 F 28D 5/02, 1965.

2.Авторское свидетельство № 389387, М. Кл.2 F 28D 5/02, 1971.

Ю