Тепломассообменный аппарат шлейникова в.м.

 

Тепломассообменный аппарат, содержащий размещенный в вертикальной плоскости змеевик с горизонтальными ветвями, соединенными по концам переточными патрубками, отличающийся тем, что, с целью интенсификации тепломассообмена путем обеспечения прямоточного движения фаз, в нем ветви змеевика выполнены синусоидальными и в зоне переточных патрубков дополнительно соединены посредством гидрозатворов. ю со to со СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ1ИЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3661647/23-06 (22) 26.09.83 (46) 07.08.86. Бюл. В 29 (72) В,М.Шлейников (53) 621.57.045 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 399709, кл. F 28. D 7/)4, 1967.

Блиер Б.M., Вурафт А.В. Теорети,ческие основы проектирования абсорбционных термотрансформаторов. М.:

Пищевая промышленность, 197 1, с. 75-91.

„„SU„„1249295 А I (5D 4 F 28 D 7/08 F 28 F 1/08 (54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ ШЛЕЯНИКОВА В.M. (57) Тепломассообменный аппарат, содержащий размещенный в вертикальной плоскости змеевик с горизонтальными ветвями, соединенными по концам переточными патрубками, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью ин— тенсификации тепломассообмена путем обеспечения прямоточного движения фаз, в нем ветви змеевика выполнены синусоидальными и в зоне переточных патрубков дополнительно соединены посредством гидрозатворов.

1249295

Изобретение относится к тепломас-! сообменным аппаратам одно- или двухтрубным и может быть использовано для абсорбции, ректификации, очистки газов и теплообмена в холодильной,, химической и других отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения — интенсификация тепломассообмена путем обеспечения прямоточного движения фаз. 10

На чертеже схематически изображен тепломассообменный аппарат.

Аппарат содержит змеевик с горизонтальными синусоидальными трубами t с переточными патрубками 2 и гид- 15 розатворами 3, внутреннюю трубу 4, патрубки ввода 5 и вывода 6 газов, патрубки ввода 7 и вывода 8 охлаждающего теплоносителя, патрубок 9 ввода жидкости на контактирование и 20 сборник 10.

Тепломассообменный . аппарат работает следующим образом.

Абсорбция газо-аммиака водой. Аммиак поступает через патрубок 5 в 25 межкольцевое пространство труб 1 и

4, в которое также поступает раствор через гидроэатвор 3. Гаэожидкостная смесь движется в кольцевом пространстве co Kopoc.rI o 15 M/c. Посколь- 30 ку канал движения синусоидальной, то под действием центробежных сил укрепляющийся раствор все время отбрасывается во впадинах к поверхности наружной трубы, чем и дости-гается его интенсивное перемешивание с газом из-за измеHPHHR направления действия упомянутых сил. Непоглотившийся аммиак через переточные патрубки 2 переходит в выше 4< расположенное кольцевое пространство для повторения процесса поглощения более слабым раствором, и так продолжается до тех пор, пока он полностью не поглотится в самом 4. 5 верхнем кольцевом пространстве, причем непоглотившиеся примеси выводятся через патрубок 6, а свежий (слабый) раствор поступает на кон" тактирование (насыщение) через паrрубок 9.

Насыщающийся аммиаком раствор стекает вниз из одного кольцевого пространства в другое через гидрозатворы 3 до тех пор, пока не обра- Ы зуется крепкий раствор необходимой концентрации, после чего o»: сливается в сборник 10, откуда может быть подан по назначению, например, с помощью насоса через теплообменник в генератор абсорбционной холодильной машины. При растворении аммиака в растворе выделяется теплота абсорбции, которая отводится водой, подаваемой в центральную трубу через патрубок 7 и выводимую из нее через патрубок 8. В данном примере процесс абсорбции аммиака протекает в кольцевом пространстве потому, что внутреннюю трубу удобно механически очищать от солей жесткости. При использовании других теплоносителей, не вызывающих инкрустации теплообменных поверхностей, процесс абсорбции можно вести во внутренних трубах, которые в этом случае соединяются между собой патрубками 2 для перепуска аза и гидрозатворами 3 для перепуска раствора из одной трубы 4 в другую, а охлаждение теплоносителем ведется путем его движения по межтрубному пространству. Возможен вариант абсорбции газов в центральных трубах без внешних рубашек при оросительном их охлаждении водой.

Процесс ректификации смеси можно проследить.на примере разделения водоаммиачного раствора абсорбционной холодильной мащины (AXN), Пары из генератора поступают через патрубок 5, а флегма — через гидрозатвор

3. При движении их в кольцевом пространстве труб 1 и 4 происходит обогащение паров аммиаком, а флегмы водой. Обогащенная аммиаком флегма чэ нижнего кольцевого пространства стекает через сборник 10 в генератор на дальнейшую отгонку аммиака из раствора, а пар через патрубки 2 поступает в выше расположенное кольцевое пространство на дальнейшее контактирование с флегмой и обогащение аммиаком. Этот процесс перехода паров иэ кольцевых пространств в выше расположенные продолжается до тех пор, пока из патрубка 6 не выйдет по существу чистый аммиак, который направляется в конденсатор, часть жидкости -из которого направляют на контактирование с паром через патрубок 9 в качестве флегмы.

При неадеабатной ректификации с дефлегмацией через патрубок 8 вводят крепкий раствор или часть его иэ наноса, подогревают теплотой дефлегмации и выводят на разделение через

Составитель Н.Олейник

Редактор А.Сабо Техред И.l айдош Корректор М.Шароши

Заказ 4220/38 Тираж 589 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 патрубок 7 в генератор. Скорость движения массообменивающихся при ректификации фаэ может достигать

15 м/с и более, что обеспечивает их интенсивное перемешивание и высокую эффективность тепло- и массопередачи.

Процесс теплообмена без массообмена можно проследить на примере охлаждения слабого раствора аммиака на выходе иэ генератора абсорбционной холодильной машины (АХМ) крепким на выходе из насоса. В таком случае слабый раствор поступает через пат249295 4 рубок 7, проходит через центральные трубы 4 и выходит через патрубок 8, а крепкий раствор аммиака входит через патрубок 9, проходит противотоком межтрубные пространства труб 1 и 4 и выходит в сборник (абсорбер), Необходимость в переточных патрубках 2 в таких процессах отпадает.

Движение теплообменивающихся сред по синусоидальным каналам увеличивает коэффициент теплопередачи из-за уменьшения толщины пограничных слоев и лучшего перемешивания самих сред.