Теплообменник непосредственного констакта жидкой и газообразной сред Советский патент 1978 года по МПК F28C3/06 

(54) ТЕПЛООБМЕНН КОНТАКТА ЖИ I ПреапоженньЕй теппообменник непосредста евного контакте жищсоб г газообразной щнзя .п диааначен Ш1я вспопьаования в то&JX отраслях промышпенности дпя нагрева В1Ш охпажаения жидквх я газообразных сред. Известны тенпоб&юнникн непосредстеенного контакта жи{шо8 в газоо азнсй сред, содержащие в&{№вкапьтлйкарпус с патрубками ввода в шлвода контактирующих сред в раэмещеинь внутри корпуса в верхней его части насадок, подкпюченный а патрубку вво да жяаио& среды. Иеоостатчж вавестных контактных тепвоо&|деввиков оогрэдячешаяобл ггь гфшлвнеяаа вследствие характерного дпя них взаимного иасышенив контактирую1а,х сред арн&лесзв в, иаходяввмяся в них, что ухудшает ях качество. Кремле того, ппснцадь контактировани жидкс н газообразной cpek определяется в основном Внешней пстерхяостью струи среды, что ограничвшает ннтенсивность теплообмена. Цепь нзобретення - интенсификация процесса теплообмена: с одновременным уменьшением степени загрязнения жидкой и гаэоСНЕПОСРЕДСТВЕННОЮ Й И ГАЗООБРАЗНОЙ 2 образной ерей при их непосредственном контакте. Это достигается тем что насадок вьтопнеи в внае тороо азного кояпектора коль.невой ковогдельаой щадаж), формирующей жйисостную струю, и внутри к(Ч5пуса, соосцо с fmtA, разманена цвпинфическая обечайка, о аэукзцаа с его стенкоб копьаевой ре{Шрку)%ш(а(шт канва, а по оси коппекторд установяеио ccmno, сопр{1женное с обечайкой дав подвода рецврку пирующей гаэоо ааной qpeffld к Ш1утренней поверхности жидкостной струи, а в нняшей часги корпуса под обечайкой уствшжоена нааравпякшая вставка в виве 8рй8О«1анейвого усеченного конуса с двойBbiMH стенками. На фнг. 3. показан теппообменник в ркэ .. 2 - разрез А-А на фиг. 1.,на far. 3 - разрез Б-Б на 4«r. Ij на фиг. 4 насадок аоперечный разрез (узел I на фиг. 1, 1масшта6 увепичен)на . 5 - сепарационвая зона теппообменника (уаепИ на фиг. 1). Тепиоо еиник содержит ципиндрический корпус 1 (см. фиг. 1) с патрубками 2 и 3 ОЛЯ ввода и вывода жидкой среды и патруб3ками 4 и 5 (дпя ввода и вывода газообраэной среды. Патрубок 2 дпя ввода жидкой среды присоединен по касательной (см.фвг. 2 к насаяку 6, уставовлениому в девтре верхней части корпуса 1 и офащенному вер тикапьно вниз. Насадок 6 выпопнен в виое горообразного коллектора с кольцевой коноидальной щепью 7, ориентированной под углом ос к вертикапъной оси(с 2-1Q см. фиг. 4). Патрубок 4 длявврда газообраэной среды присоединен по касательной к ципиндрической обечайке 8, укрепленной с помощью ребер 9 соосно с корпусом 1. В верхней части обечайки 8 по оси насадка 6 установлено соппо 1О. На патрубке 5 дпя вывода гвэоофазной среды укреплена направляющая Е: тавка 11, выполненная в виде криволинейного усеченного конуса с двойными стенками, причем его внешняя стенка 12 крепится с помощью ребер 13 к корпусу 1 с сохранением между ними кольцевого зазора - i« - (см. фи1 5), Ниже вставки 11 расположена камера 14 дяя сбора жидкой среды и вьшода ее черег патрубок 3, ТепЛообменввк работает следующим о&разом. . Жидкая среда под даапением, превышающем давление в корпусе теп лос менника, поступает по патрубку 2 в насадок 6 и ист кает через кольцевую щель 7 вертикально вниз закрученной пустотелой струей 15 (см. фиг. 4). Высокая скорость истечения и закрутка струи 15 способствует сохранению устойчивой формы по всей ее длиао. Угол 06 истечения струв , равный 2-1О обеспечивает вертикащ ность ее внутренней поверхности. Достигая напрввпяошей вставк 11, струя 15 жидкости плавно отклоняется ею в йаправпении камеры 14, где собирается жидкая среда, которая отводится через патрубок 3. Брызги жидкой среды, о азуюшиеся при взаимодействии струи 15 с встав кой 11, отбрасываются ее внешней стенкой 12 в 14. Газоофазная среда по патрубку 4 поступает в полость В между обечайкой 8 0 стру ей 15, где пронсхош1т активный теплообмен между жидкс и гааоо оазвЫ средами. Благодаря тангенциальному подводу / (см. фиг. 2) поток газа имеет закрутку року вращения струи 15 жидкости, что способствует сохранению ее устойчивости. Достигая раздепякявеЬ вставки 11, газовая среда отклоняется ею и поступает в кольцевой рециркуляцисжный канал 16. При этом основная часть жидкой среды, захваченная потоком газоо азной среды вследствие рез кого изменения направления потока сепарируется и через кольцевой эаэор nt (см. (}«г. 5) поступает в камеру 14. От4сепарированная газообразная среда через соппо-10 поступает в пространство Г, oi раниченное внутренней поверхностью струи 15 жидкостной после теппообмена с ней отводится из корпуса 1 через патрубок 5. Благодаря рециркуляции газообразной среды для теплообмена используется как наружная, так и внутренняя поверхность струи 15 жидкости что повышает интенсивность теплопередачи в теппообменнике. Изменение в регулирование степени нагрева или охлаждение жидкой среды может быть достигну то ее частичной рециркуляцией вне геплообменника. Диаметр и размеры кольцевой щели 7, длина рабочей области теплообмена и разметры теплообменника выбираются с учетом параметров (в первую очередь давления) поступающих сред. Конечная температура жидкой среды при ее нагреве не должна достигать температуры насыщения данной жидкости при давлении в корпусе 1 теплообменника. В противном случае часть жидкой среды испаряется и смешивается с газообразной средой. В предложенном :теплообменнике1 благодаря непосредственному контакту жидкой и газообразной сред при отсутствий их перемешивания, рециркуляшаи и сепарации газоофазнс среды, а также благодаря высокой ск(рости жидкой среды интенсифидируется проаесс теплообмена с сщновременным ;р ены1шнием степени загрязнения сред. Формула изобр е т е н и я 1. Теплообменник непосредственного контакта жидкой и газоо азной сред, содержащий вертикальный корпус с патрубками ввода и вывода контактирующих сред н раэмешенньЛ внутри корпуса в верхней его части насадок, подключенный к патрубку ввода жидкой срелы, отличающийся тем, что, с цепью интенсификации процесса теплообмена, насадок вьшолнен в виде тороо аэвого коллектора с кольцевой коноидаль- ней щепью, фс мирующей жидкостную струю, н внутри корпуса, соосно с ним, размешена ципинщ)ическая обечайка, о азующая с его копьпевс рециркуляционный канал, а по оси копяектора усгановпено соппо, соаргсженное с обечайкой, для подвода рециркупяруюшей газоофазной среды к внутренней поэерхностн жи шостной струи. 2. Теапообменник по п. 1, о т п иаюшийся тем, что в нижней части поя обечайкой установпена направляющая вставка в виде криволинейного усеченного конуса с двойными стенками.