Теплообменник Советский патент 1981 года по МПК F28D11/02 

1

Изобретение относится к теплообменным аппаратам,, предназначенным для нагревания высоковязких жидкостей, в частности сахарных растворов в сахарном производстве.

Известен теплообменник с вращающейся рабочей поверхностью. Теплообменник содержит кожух, внутри которого размещен ротор, выполненный в в.иде полого вала с полыми дискообразными элементами, закрепленными на валу и сообщающимися с его внутренней полостью 1.

Известен теплообменник, содержащий неподвижный цилиндрический корпус, в котором помещен полый ротор с внутренней полостью, соединенной с внутренними полостями вала, по которым теплоноситель подводится внутрь ротора и отводится из него

2.

Однако теплоооменник имеет следующие недостаткн: при нагревании жидкостей с повышенной вязкостью, например сахарных растворов вязкостью 100-200 спз, исполь.зование лопастей на наружных теплообмеипых поверх1 остях приводит к появлеiin.:o застойных зон и затрудняет переход ламинарного течения к турбулентному, что ведет к снижению коэффициентов теплоот.хачи от этих поверхиостеЛ; кроме того, меет место нарушение условий пленочной

конденсации из-за проскока пара внутри ротора, в случае использования в качестве греющего теп.тоносителя пара.

Известен также теплообменник, содержащий корпус, виутри которого размещен установленный на вращающемся иолом валу ротор в виде полого диска, разделенного перегородкой на отсеки, подсоединенные к подводящему и отводящему патрубкам 3.

Однако теплообменник не обеспечивает реализации пленочной конденсации в условиях движущейся с больщой скоростью пленки.

Цель изобретения - обеспечение пленочной конденсации при больщом градиенте скоростей на теплообмениой поверхности.

Цель достигается тем, что диск выполнен составным с возможностью разъема, а перегородка на поверхности, обращенной к отводящему патрубку, имеет криволинейные пазы, расположенные по спирали в направлении вращения ротора, причем на внешней стороне диска, на его боковой поверхности, укреплены направляющие лопатки.

На фиг. 13обрал ен теплообменник, поперечное сечение; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б фиг. 1; .

4 - теплообменник в аксонометрии. 4

Y

Теплообменник содержит корпус 1, полый вал 2, полый диск-ротор 3 с перегородкой 4 внутри, делящей диск на отсеки 5 ii 6, подсоединенные соответственно к подводящему патрубку 7, отводящему патрубку 8, и имеющей криволинейные пазы 9, направляющие лопатки 10, укрепленные на боковой поверхности диска, нагнетательный патрубок И, патрубки 12 для подвода нагреваемого теплоносителя.

Теплообменник работает следующим об.разом.

Пар иод давлением по полому валу 2, установленному в патрубке 7, поступает со внутреннюю полость отсека 5 ротора 3, при этом неподвижная силощная перегородка 4 исключает проскок пара, обеспечивая тем самы.г пленочную конденсацию пара на внутренних стенках ротора 3. Конденсируясь, пар отдает тепло нагреваемой вязкой жидкости, конденсат г.од действием центробежных сил накапливается на периферии внутренней полости ротора 3 и, вращаясь вместе с ротором, попадает в пазы 9 неподвижной перегородки 4, по которым через патрубок 8 отводится из внутренней полости отсека 6 ротора 3 теплообменника. Иагрепае.мый теплоноситель (вязкая жидкость) по патрубкам 12 подается в пространство, ограниченное боковыми стенками корпу1;а 1 и внешними поверхностями ротора 3 ближе к центру его вращения. Соприкасаясь с нагретыми паром стенками ротора, вязкая жидкость нагревается и иод действие.лг напора, создаваемого лопатка.ми 10, через нагнетательный патруСок 11 отводится наружу.

В описываемом теилообменнике вследствие гладкой внешней теплоиередающей поверхности ротора скорость движения нагреваемого теплоносителя значительно возрастает, режим движения жидкости стаиовится турбулентным, что приводит к резкому возрастанию коэффициента теплоотдачи, но сравнению е нзвестными теплооб.меииика.ми. Например, в случае нагревания сахарных растворов ipii одних и тех же энергетических затратах интенсивность теплоотдачи в предлагаемом теплообменнике в 10 раз превьинаст интенсивность теилоотдачи известных теплообменных аппаратов. Кроме того ротор в описываемом теплообменнике перемешивает нагреваемый теплоноситель, то есть выполняет функции насоса.

Формула н 3 о б р е т е н и я

Теплообменник, содержащ1 Й корпус, внутри которого размещен установленный на враща сщемся полом валу ротор в виде полого диска, разделенного перегородкой на отсеки, подсоединенные к иодводягцему и отводящему патрубкам, о т л и ч а ю щ и йся тем, гто, с целью обеспечения пленочHo: i конденсации пр;; большом градиенте скоростей, диск выполнен составным с возможностью разъола, а перегородка на поверхности, обраш,енпой к отводящему патруоку, криволинейные пазы, расположенные го с ;ирали в направлении вращения ротора, .причем на внешкей стороне диска, па его боковой поверхности, укреплены iia;ipaBJiH ouiiie лопаткп.

Источники .мации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 125257, кл. F 28D 11/02, 1925.

2.Авторское свидетельство СССР Л 601555, кл. F 28D 11/02, 1976.

3.Авторское свидетельство СССР по заявке Л 2660464 кл. F 28D 11/02, 1978.

J

5