DD291137A5

DD291137A5 - METHOD FOR INTENSIFYING THE HEAT TRANSFER OF STRONG SOLID-LUBRICATED FLUIDS

Info

Publication number: DD291137A5
Application number: DD33646089A
Authority: DD
Inventors: Herbert Mueller; Peter Bartzsch
Original assignee: Technische Hochschule Wismar,De
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1991-06-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Intensivierung der Waermeuebertragung bei stark feststoffbeladenen Fluessigkeiten mit dem Ziel, die hinsichtlich der Waermeuebertragung resultierenden Nachteile der Feststoffbeladung auch bei der Waermeuebertragung zwischen zwei feststoffbeladenen Fluessigkeiten auszuschalten. Erfindungsgemaesz wird dieses Ziel dadurch erreicht, dasz ein mit den zu kuehlenden bzw. zu erwaermenden Fluessigkeiten nicht mischbares Fluid (Gas oder andere Fluessigkeit) mit deutlich anderer Dichte die feststoffbeladenen Fluessigkeiten aufwirbelnd durchsetzend im Kreislauf gefuehrt wird, wobei in einer ersten Verfahrensstufe die waermere und in einer zweiten Verfahrensstufe die kaeltere Fluessigkeit durchstroemt wird. Die Verwirbelung verhindert das Absetzen des Feststoffes und erhoeht den Waermeuebergang. Fig. 1{Abkuehlung; Erwaermung; Feststoffgehalt; Guelle; Intensivierung; Kreislaufsystem; Verschmutzung; Waermerohre; Waermeuebergang; Waermeuebertragung}The invention relates to a method for intensifying heat transfer in fluids laden with high solids, with the aim of eliminating the disadvantages of solids loading resulting from heat transfer, even in the heat transfer between two solids-laden liquids. According to the invention, this object is achieved by circulating a fluid (gas or other fluid) of significantly different density, which is immiscible with the fluids to be cooled, by circulating the fluid laden fluids, in a first process stage the heat and in a second process step the kaeltere liquid is purged. The turbulence prevents settling of the solids and increases the heat transfer. Fig. 1 {Abkuehlung; Warming; Solids content; Guelle; intensification; Circulatory system; Pollution; Waermerohre; Waermeuebergang; heat transfer}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Fields of application of the invention

Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo eine Erwärmung oder Abkühlung von stark mit Feststoffen belasteten (verschmutzten) Flüssigkeiten vorgenommen werden soll, vorzugsweise dann, wenn beide Wärmereservoire, also das wärmeabgebende und das wärmeübemehrmnde Medium feststoffbeladene Flüssigkeiten sind. Diese Bedingungen treffen u. a. auf die Wärmeübertragung von Gülle auf Gülle im landwirtschaftlichen Bereich zu.The invention is applicable wherever a heating or cooling of heavily contaminated with solids (polluted) liquids should be made, preferably when both Wärmereservoire, ie the heat-emitting and the heat transfer medium are solids-laden liquids. These conditions apply u. a. on the heat transfer from manure to liquid manure in the agricultural sector.

Characteristic of the known state of the art

Bekannt ist, daß durch den Feststoffanteil in entsprechend belasteten fluidsn Medien die Wärmeübertragung behindert wirdIt is known that the heat transfer is hindered by the solids content in correspondingly loaded fluids

Insbesondere trifft das für das Absetzen des Feststoffes in Rekuperatoren zu, wodurch die Wärmedurchgangszahl sinkt und häufige aufwendige Reinigungsarbeiten erforderlich werden. Bekannt ist weiterhin, daß bei verschiedenen Medien, z. B. Gülle, durch den Feststoff abteil die Fließfähigkeit des Mediums stark verändert wird, was u.U. das Absetzen des Feststoffes begünstigt. In particular, this applies to the settling of the solid in recuperators, whereby the heat transfer coefficient decreases and frequent expensive cleaning work is required. It is also known that in various media, for. As liquid manure, through the solids compartment, the fluidity of the medium is greatly changed, which u.U. the settling of the solid favors.

Eine bekannte Lösung zur Beseitigung dieser Mängel bei Gülle ist der sogenannte „flexible Wärmeübertrager". Hierbei werden aus flexiblem Material gefertigte, also bewegliche Doppelrohre verwendet, wobei diese Doppelrohre-einseitig geschlossen-in die verschmutzte Flüssigkeit eintauchen und durch ihre Bewegung bei Durchströmung ein Ansetzen von Feststoff verhindernA well-known solution for the elimination of these shortcomings in manure is the so-called "flexible heat exchanger." In this case, made of flexible material, ie movable double tubes are used, these double tubes closed on one side-immerse in the contaminated liquid and by their movement in the flow of a preparation of Prevent solid

Nachteilig hierbei ist, daß innerhalb der Doppelrohre ein sauberes Medium zu führen ist, wobei dadurch eine Nutzung für zwei feststoffbeladene Medien ausscheidet. The disadvantage here is that a clean medium is to be guided within the double tubes, thereby eliminating a use for two solids laden media.

Bekannt ist weiterhin, daß für nichtmischbare Medien s.ch ein sehr intensiver Wärmeübergang bei direkter Berührung ergibt, insbesondere dann, wenn, wie im Falle der Patentschrift DD 217611, durch geeignete Vorrichtungen, etwa Siebböden, eine feine Verteilung beider Medien ineinander erreicht wird.It is also known that for immiscible media s.ch a very intense heat transfer results in direct contact, especially if, as in the case of the patent DD 217611, by appropriate devices such as trays, a fine distribution of both media is achieved.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, auch bei beiderseitig feststoffbeladenen (verschmutzten) Flüssigkeiten eine an apparativem Aufwand arme, mithin intensive Wärmeübertragung zu realisieren.The aim of the invention is to realize a low expenditure on equipment, therefore intensive heat transfer even on both sides solids laden (polluted) liquids.

Explanation of the essence of the invention

Zur Erreichung Ces genannten Zieles folgt als Aufgabe die Entwicklung eines solchen Verfahrens, bei dem eine weitgehende Ausschaltung <Jes Ve.schmutzungseinflusses bei gleichzeitiger Intensivierung des Wärmeüberganges gegeben istIn order to achieve this goal, the task is to develop such a process, in which an extensive elimination of the influence of the influence of heat and simultaneous intensification of the heat transfer takes place

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein mit den zu kühlenden bzw. zu erwärmenden Flüssigkeiten nicht mischbares fluides Medium (Gas, ζ. B. Luft, oder andere Flüssigkeiten, z. B. Öl gegenüber Wasser) mit deutlich unterschiedlicher Dichte, die feststoffbeladenen Flüssigkeiten durchsetzend, im Kreislauf geführt wird, wobei According to the invention, this object is achieved in that a fluid medium which is immiscible with the liquids to be cooled or heated (gas, eg air, or other liquids, eg oil to water) with significantly different density, the solids laden Liquids permeating, is recycled, where

- in einer ersten Verfahrensstufe die wärmere Flüssigkeit durchsetzt wird und nach Abscheidung des Kreislaufmediums- In a first stage of the process, the warmer liquid is interspersed and after separation of the circulating medium

- in einer zweiten Verfahrensstufe die kältere Flüssigkeit in analoger Weise durchströmt wird.- In a second stage of the process, the colder liquid is flowed through in an analogous manner.

Für das Durchsetzen der feststoffbeladenen Flüssigkeit sind feinverteilende Vorrichtungen (z. B. gelochte Rohrschlangen, Siebböden, Lochplatten) zu nutzen. Auf diese Weise erfolgt eine laufende lokale intensive Verwirbelung der feststoffbeladenen Flüssigkeiten, womitFor the penetration of the solids laden liquid finely distributing devices (eg perforated coils, sieve trays, perforated plates) should be used. In this way, there is a continuous local intensive turbulence of the solids-laden liquids, which

- ein Absetzen der Feststoffteilchen und damit Vergrößern des Wärmedurchgangswiderstandes verhindert wird, '- A settling of the solid particles and thus increasing the heat transfer resistance is prevented, '

- eine Vergrößerung des Wärmeübergangskoeffizienten stattfindet,an increase in the heat transfer coefficient takes place,

- durch das Kreislaufmedium selbst fühlbare Wärme in der gewünschten Wärmetransportrichtung transportiert wird.- By the circulation medium itself sensible heat is transported in the desired heat transport direction.

embodiment

Fig. 1: Wärmeübertragungsanlage mit Wärmerohren und erfindungsgemäßem Kreislaufsystem zur Intensivierung der Wärmeübertragung beim Wärmeübergang zwischen zwei feststoffbeladenen MedienFig. 1: Heat transfer system with heat pipes and inventive circulation system for intensifying the heat transfer during heat transfer between two solids laden media

Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Anlage zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Wärmeübertragung zwischen zwei feststoffbeladenen Medien, z.B. Gülle, mit Luft als den Wärmeübergang intensivierendem Kreislaufmedium. In einem zweietagigen Behälter 1 befinden sich in üblicherweise angeordnet Gravitationswärmerohre 2. Die warme Flüssigkeit 3 durchfließt dabei bekanntermaßen die untere Hälfte, die kalte Flüssigkeit 4 die obere Hälfte. Durch Gebläse 5 und 6 wird Luft 7 im Kreislauf geführt, wobei die Siebböden 8 und 9 entsprechend den beiden Verfahrensstufen durchsetzt werden, somit sich absetzenden Feststoff aufwirbelnd und durch Verwirbelung der Flüssigkeit den Wärmeübergang am Wärmerohr erhöhend. Die Ventilkombinationen 10 und 11 dienen dem Anlauf des Verfahrens, damit vor Beaufschlagung mit der Flüssigkeit im Apparat ein der Flüssigkeitsstandhöhe entsprechender Druckaufbau im Apparat gewährleistet ist. Die Flüssigkeitshöhe in jedem Behälterteil kann in bekannter Weise, z.B. mittels Syphon oder Schwimmerregelung oder einfach durch Überlaufkästen 12 erfolgen. Da entsprechend den zwei Verfahrensstufen zuerst die warme, sodann die kalte Flüssigkeit durch die Luft durchsetzt wird, erfolgt auch eine Wärmeübertragung durch die fühlbare Wärme der im Kreislauf geführten Luft. Ein zeitweises Entleeren von Schmutz ist durch die Abläufe 13 möglich. Statt Siebböden 8 und 9 können auch gelochte Rohrleitungen horizontal zwischen den Wärmerohren angeordnet werden.The embodiment shows a plant for implementing the method according to the invention in the heat transfer between two solids-laden media, e.g. Manure, with air as the heat transfer intensifying circulation medium. In a two-tiered container 1 are usually located in gravitation heat pipes 2. The warm liquid 3 is known to flow through the lower half, the cold liquid 4, the upper half. By blower 5 and 6, air 7 is circulated, wherein the sieve plates 8 and 9 are interspersed according to the two process steps, thus dissipating sedimenting solids and by swirling the liquid heat transfer at the heat pipe increasing. The valve combinations 10 and 11 are used to start the process, so that prior to exposure to the liquid in the apparatus of the liquid level corresponding pressure build-up is ensured in the apparatus. The liquid level in each container part can be determined in a known manner, e.g. by means of siphon or float control or simply by overflow boxes 12. Since according to the two process stages, first the warm, then the cold liquid is penetrated through the air, there is also a heat transfer through the sensible heat of the recirculated air. A temporary emptying of dirt is possible through the processes 13. Instead of sieve plates 8 and 9 and perforated pipes can be arranged horizontally between the heat pipes.

Claims

1. Method for intensifying the heat transfer (cooling or heating) strong
solids laden (polluted) liquids, characterized in that one with the
non-miscible fluid medium (gas, liquid) of significantly different density is circulated in the cooling or to be heated liquids and the polluted
Liquids using feinverteilender devices interspersed that in a first
Process stage, the warmer liquid is fluidized and flowed through and after separation of the * circulation medium this in a second process stage, the colder liquid in analog
Way happens, after which the circuit is closed.

2. The method according to claim 1, characterized in that in solids-laden liquids in which at rest, the solid due to higher density would settle down,
preferably a specific lighter circulating medium and in the opposite case
preferably a specific heavier medium is used.