Распределительное устройство для тепломассообменного аппарата Советский патент 1982 года по МПК B01D53/18 

(5) РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННОГО АППАРАТА

1

Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам и может быть использовано в судовых и стационарных опреснительных установках мгновенного вскипания тепломассообменных выпарных аппаратах и других аппаратах химической технологии.

Известно распределительное устройство питательной воды опреснительных установках мгновенного вскипания, выполненное в виде переточной трубы, вертикальный конец которой гофрирован. Поперечное сечение гофрированного участка меньше сечения гладкой трубы Г1 5 .

Недостатком описанного распределительного устройства является открытый вход сплошного потока воды в камеру вскипания, благодаря чему возможен унос влаги в результате ударного входа потока и интенсивного каплеобразования и затруднено прокипание„

Известно распределительное устройство сифонного типа, представляющее собой коробку, боковые стенки которой изготовлены сетчатыми 2,

Однако распределение питательной ВОДЬ через сетку увеличивает дробление потока, его прокипание и каплеобразование, что значительно ухудшает работу опреснительной установки, увеличивая унос капель и соотtoветственно соленость дистиллята.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является распредели«5тельное устройство,- представлякхцее собой вертика.пьный патрубок для восходящего потока распределяемой жидкости и закрепленный над ним интегральный отбойник, имеющий плос20кую центральную часть (донышко), диаметр которой равен диаметру патрубка, и отбортованную в виде усеченного конуса боковую часть.

Парообразование происходит в вертикальном патрубке и при повороте потока под отбойником с Неиспарившаяся часть питательной воды истекает в камеру из-под обращенных вниз кро.мок отбойника в виде сплошной струи занимающей площадь, равную поперечному сечению камеры вскипания., С поверхности струи происходит диспарение перегретой жидкости 31.

Недостатком известного решения является малая интенсивность процесса тепломассообмена Это объясняется тем, что тарельчатый отбойник не обеспечивает пленочное распределение потока, и поэтому из распределительного устройства выходят струи жидкости значительной толщины, имеюш,ие небольшую суммарную поверхность потока воды.

Кроме того, истечение жидкости из-под кромок тарельчатого отбойника и встреча потока со стенками камеры происходит со значительным каплеобразованием5 что приводит к уносу капель с паром, в конденсатор и к ухудшению качества готового продукта (подсаливанию дистиллята;„

Цель изобретения - интенсификация процесса тепломассообмена за счет снижения уноса и формирования пленки жидкости,

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве,, содермещем вертикальный патрубок для. восходящего потока распределяемой жидкости и закрепленный над ним отбойник, выполненный с плоской центральной частью, периферийная часть отбойника выполнена с радиальными прорезями, при этом один из углов образующихся секторов отогнут вниз, по радиусу г величина которого составляет О З Рчгде R - радиус диска.

На фиг. 1 изобрам ено распредели тельное устройство продольньш раз-рез; на фиг 2 заготовка отбойни-ка в виде диска с радиальньми прорезями; на фиг„ 3 отбойник с отогнутыми периферийными углами вид снизу; на фиг, - разрез А-А на фиг с. 3

Распределительное устройство состоит из вертикального патрубка 1 , предназначенного для восходящего потока распределяемо.й в аппарате жикости и закрепленного над ним отбойника 2, Патрубок и отбойник размеще;ре 3 fепломдссооб;.- еннсго аг парата, например в камере с Т а р е ни я опреснителя.

Отбойник содерж1-;т диск из металла

или г Яасти ке диамет Dor-i, равным размеру рабочей квмерь аппаратаS прорезан от рая по радиусу на опинаковь е по размеру сектора, Чис.по прорезей зависит от размера камеры и требуемого

качества обработки жидкости. Центральная часть, равная диаметру патрубка j, остается нераззезанной„ Сходственные териферийные углы секторов плавно отогну ы по радиусу г,

5 величина которого :;оставляет 0, где R - радиус диска (фиг. )

Пр-/1 таком гюгибг; между секторами образуются зазоры, суммарное проходное сечение которых не менее сечения камеры вскипания. что практически не создает сопротивления потоку поднимающегося пара о Отбойник 2 (ет быть изготовлен, например, штамповой,, за ход --гампа сверху .вниз,

Оптимальный радиус отгиба углов секторов выбирался экспериментально на модели распределительного устройст за..

Перзь Й конструктивный вариант представлял собой диск, разделенный радиальныг-1и псорезями на сектора с отогиуть1м:: под грямын углом книзу краями, Поток истека-ющей -жидкости пробился на струи по числу секторов, которые удалялись в стенки камеры, с образованием мнс гочисленных брызг, ПоэтО-iy дальнейшие олыты, проводились на pacгpeдeл iтeльнoм устройстве

цивело более плавгюе истечение с;руй и практически исключало каплеобразоаание ,.

Устройство работает таким образом,

Восходящий поток жидкости (воды) под давлением истекает из вертикального патрубка 1 и , ударяясь в плоскую центральную ч.зсть о-тбойника 2,

растекае-тся по поверхности секторов, как по винтовым лопастям, формируясь в -гонкие лепестки пленки , направленные вниз тангенциально по отношению к стенкам кзиеры

3 предлагаемом устройстве суммарная noGiepxHocTb сформировавшихся на изогнутых секторах пле.чок жидкос-ги в десятки раз -трезышает поверхность потока при истечении его через распределительное устройство с тарельчатым отбойником, что обеспечивает интенсификацию процесса тепломассообмена.

Плавное истечение жидкости с кромок распределительного устройства и безударный вход потоков по касательной к стенкам камеры массообменного аппарата снижает каплеобразование и унос солей. Это, в свою очередь, позволяет повысить качество обработки жидкости без увеличения габаритов рабочей камеры или даже уменьшить габариты.

Распределительное устройство с г - 0,75R было проверено при испытаниях трехступенчатой промышленной опреснительной установки. Условия испытаний соответствовали спецификационным. В каждую камеру были установлены 6 распределительных устройст (по 2 в каждую камеру вместо чашеобразных отбойников). За Т«8 часов испытаний содержание дистиллята по С1 , измеряемое каждые 2 ч химическим анализом, оставляло в среднем 0,, мг/л. Остаточный перегрев рассола, измеряемый дифференциальной ромель-капелевой термопарой и потен циометром ПП-33, при этом в 1,5-2 раза ниже, чем в установке с чашеобразным отбойником

Формула изобретения

Распределительное устройство для тепломассообненного аппарата, содержащее вертикальный патрубок для восходящего потока распределяемой жидкости и закрепленный над ним отбойник, выполненный с плоской центральной частью, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса тепломассообмена за счет снижения уноса и формирования тонкой пленки жидкости, периферийная часть отбойника выполнена с радиальными прорезями, при этом один из углов образующихся секторов отогнут вниз по радиусу, равному 0,5R-R, где R радиус диска о

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Коваленко В.Ф. и др. Судовые водоопреснительные установки. Л., 1970, с. .