RU2559496C1 - Heat exchanger - Google Patents
Heat exchanger Download PDFInfo
- Publication number
- RU2559496C1 RU2559496C1 RU2014114750/05A RU2014114750A RU2559496C1 RU 2559496 C1 RU2559496 C1 RU 2559496C1 RU 2014114750/05 A RU2014114750/05 A RU 2014114750/05A RU 2014114750 A RU2014114750 A RU 2014114750A RU 2559496 C1 RU2559496 C1 RU 2559496C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drum
- gas
- liquid
- blades
- heat
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение предназначено для проведения тепломассообменных процессов в системе газ-жидкость и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, энергетической, фармацевтической и пищевой промышленности.The invention is intended for carrying out heat and mass transfer processes in a gas-liquid system and can find application in the chemical, petrochemical, metallurgical, energy, pharmaceutical and food industries.
Известен роторно-пленочный тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с входным и выходным воздушными патрубками и размещенные в корпусе ротор с приводом, состоящий из закрепленных на горизонтальном валу плоских, параллельно установленных дисков, и рабочую камеру тепло- и массообмена с входным напорным патрубком, нижняя часть которой заполнена жидкостью, в которую погружены диски, причем камера снабжена разделительной перегородкой, а в объеме рабочей камеры содержится дополнительная перегородка, причем обе перегородки выполнены вертикальными, ограничивают объем камеры, обеспечивают установочный уровень жидкости и образуют центральную жидкостную ванну, в емкость которой погружены диски, а в основании рабочей камеры тепло- и массообмена, в горизонтальной плоскости вдоль центральной оси днища жидкостной ванны выполнено центральное треугольное ребро, расположенное параллельно оси горизонтального вала, высота которого ниже высоты установленных вертикально разделительных перегородок и формирует глубину жидкостного контура в зоне погружения дисков, при этом на противоположных торцевых поверхностях жидкостной ванны установлены входной напорный патрубок и выходной патрубок на заданной высоте в соответствии с установочным уровнем заполняемой жидкости, через которые обеспечивается циркуляция рабочей жидкости [см. патент RU 2158393, F24F 3/14, B01D 3/30, 1999].Known rotor-film heat and mass transfer apparatus, comprising a housing with inlet and outlet air nozzles and a rotor with a drive located in the housing, consisting of flat, parallel mounted disks mounted on a horizontal shaft, and a heat and mass transfer working chamber with an inlet pressure port, the lower part of which filled with liquid into which the disks are immersed, the chamber being provided with a dividing wall, and an additional wall is contained in the volume of the working chamber, both walls being made in vertical, limit the volume of the chamber, provide the installation level of the liquid and form a central liquid bath in which the discs are immersed, and at the base of the working chamber of heat and mass transfer, in the horizontal plane along the central axis of the bottom of the liquid bath there is a central triangular rib parallel to the horizontal axis shaft, the height of which is lower than the height of vertically mounted dividing walls and forms the depth of the liquid circuit in the immersion zone of the disks, while at otivopolozhnyh end surfaces of the liquid bath set inlet pressure port and outlet port at a predetermined height in accordance with the setup level of the filling liquid, which is circulated through the working fluid [see. Patent RU 2158393,
Недостатком изобретения является невысокая эффективность тепломассообмена, а также возможность капельного уноса жидкости.The disadvantage of the invention is the low efficiency of heat and mass transfer, as well as the possibility of drip entrainment of the liquid.
Известно устройство для контакта газа и жидкости, содержащее корпус с каналами для ввода и отвода жидкости и газа, барабан с перфорированной боковой стенкой, на которой закреплены радиальные лопатки, установленный с возможностью вращения на полом приводном валу с отверстием, сообщающим полость вала с полостью барабана, и пористый барабан, выполненный с пазами для захода радиальных лопаток и установленный в полости перфорированного барабана соосно ему [см. патент RU 2101642, F28C 3/06, F28F 5/02, 1995].A device for contacting gas and liquid, comprising a housing with channels for introducing and discharging liquid and gas, a drum with a perforated side wall on which are mounted radial blades mounted for rotation on a hollow drive shaft with an opening communicating the cavity of the shaft with the drum cavity, and a porous drum made with grooves for the entry of radial blades and mounted in the cavity of the perforated drum coaxially with it [see Patent RU 2101642,
Недостатком данного контактного устройства является невысокая эффективность тепломассообменных процессов.The disadvantage of this contact device is the low efficiency of heat and mass transfer processes.
Известно контактное устройство для разделения компонентов смеси в ректификационной установке, содержащее цилиндрический корпус с горизонтальной осью, на которой размещен поворотный вал с закрепленной на нем насадкой с развитой поверхностью в виде тонких дисков [см. патент RU 2259859, B01D 3/28, B01D 3/30, 2003]. Нижняя половина корпуса снабжена приемным и переливным карманом с патрубками для подвода и отвода жидкости, а верхняя половина корпуса снабжена патрубками для подвода и отвода пара. Горизонтальный размер карманов и патрубков для подвода и отвода пара равен длине образующей корпуса устройства.A contact device is known for separating the components of a mixture in a distillation unit containing a cylindrical body with a horizontal axis, on which a rotary shaft with a nozzle fixed to it with a developed surface in the form of thin disks is placed [see Patent RU 2259859,
Недостатком устройства является относительно малая удельная площадь поверхности контакта между паром и жидкостью, поэтому для достижения заданной степени разделения необходимо увеличивать количество дисков, что приводит к увеличению габаритов и металлоемкости конструкции. Кроме того, при увеличении производительности устройства по пару происходит срыв частиц жидкости с поверхности пленки, образующейся на обеих сторонах верхней половины каждого диска, и капельный унос жидкости паровым потоком, что негативно сказывается на эффективности разделения.The disadvantage of this device is the relatively small specific surface area of the contact between vapor and liquid, therefore, to achieve a given degree of separation, it is necessary to increase the number of disks, which leads to an increase in the dimensions and metal consumption of the structure. In addition, with an increase in the productivity of the device in pairs, there is a breakdown of the liquid particles from the surface of the film formed on both sides of the upper half of each disk, and droplet entrainment of the liquid by the steam flow, which negatively affects the separation efficiency.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для тепловой и фазовой регенерации масла, содержащее корпус с каналами подвода охлаждающего воздуха и масляного аэрозоля и отвода масла и воздуха, расположенный в корпусе на полом валу вращающийся барабан с перфорацией на боковой стенке и радиальными лопатками, расположенными на внутренней поверхности по всей длине барабана [см. А.с. СССР №861685, F02C 7/06, F28D 11/02, 1979].The closest in technical essence and the achieved result is a device for thermal and phase oil regeneration, comprising a housing with channels for supplying cooling air and oil aerosol and removal of oil and air, a rotating drum with perforation on the side wall and radial blades located in the housing on the hollow shaft, located on the inner surface along the entire length of the drum [see A.S. USSR No. 861685, F02C 7/06, F28D 11/02, 1979].
Недостатком этого устройства является невысокая эффективность тепломассообменных процессов вследствие капельного уноса жидкости газовым потоком из-за имеющейся перфорации на боковой стенке барабана.The disadvantage of this device is the low efficiency of heat and mass transfer processes due to drip entrainment of the liquid by the gas stream due to the perforation on the side wall of the drum.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении эффективности тепломассообменных процессов в системе газ-жидкость за счет уменьшения капельного уноса жидкости.The problem to which the claimed invention is directed, is to increase the efficiency of heat and mass transfer processes in a gas-liquid system by reducing drip entrainment of a liquid.
Поставленная задача решается тепломассообменным аппаратом, содержащим корпус с патрубками для подвода и отвода жидкости и газа, расположенный в корпусе на валу вращающийся барабан с радиальными лопатками, расположенными на внутренней поверхности по всей длине барабана. Барабан имеет сплошную боковую стенку и снабжен торцевыми крышками, в которых вокруг вала выполнены радиальные отверстия для прохождения газа и жидкости. Радиальные лопатки изготовлены из листового материала и представляют собой загнутые на две разные по ширине части листа, а отверстия в торцевых крышках барабана выполнены так, чтобы они не перекрывали торцевую часть лопаток.The problem is solved by a heat and mass transfer apparatus, comprising a housing with nozzles for supplying and discharging liquid and gas, a rotating drum located in the housing on the shaft with radial blades located on the inner surface along the entire length of the drum. The drum has a continuous side wall and is equipped with end caps, in which radial holes are made around the shaft for the passage of gas and liquid. Radial blades are made of sheet material and are bent into two different in width parts of the sheet, and the holes in the end caps of the drum are made so that they do not overlap the end part of the blades.
Техническим результатом изобретения является уменьшение капельного уноса жидкости и, как следствие, повышение эффективности тепломассообменных процессов в системе газ-жидкость.The technical result of the invention is to reduce droplet entrainment of a liquid and, as a result, increase the efficiency of heat and mass transfer processes in a gas-liquid system.
Сущность изобретения поясняется следующими чертежами:The invention is illustrated by the following drawings:
- на фиг.1 изображен предлагаемый тепломассообменный аппарат - продольный разрез;- figure 1 shows the proposed heat and mass transfer apparatus - longitudinal section;
- на фиг.2 - разрез А-А по фиг.1;- figure 2 is a section aa in figure 1;
- на фиг.3 - разрез Б-Б по фиг.1;- figure 3 is a section bB in figure 1;
- на фиг.4 - вид на торцевую крышку цилиндрического барабана.- figure 4 is a view of the end cover of the cylindrical drum.
Тепломассообменный аппарат включает корпус 1 с размещенным на его горизонтальной оси валом 2, на котором закреплен цилиндрический барабан 3 с торцевыми крышками 4 (фиг.1). В торцевых крышках 4 выполнены равнорасположенные радиальные отверстия 5, предназначенные для прохода контактирующих фаз. На внутренней поверхности барабана 3 равномерно установлены радиальные лопатки 6, длина которых равна длине образующей цилиндра, предназначенные для интенсификации процессов переноса теплоты и массы. Под горизонтальной диаметральной плоскостью корпуса 1 размещены патрубки для подвода 7 и отвода 8 жидкости (фиг.2), а над горизонтальной диаметральной плоскостью - патрубки для подвода 9 и отвода 10 газа (фиг.3). Радиальные лопатки 6, выполненные из листового материала, представляют собой загнутые на две разные по ширине части листа. Радиальные отверстия 5 выполнены таким образом, чтобы они не перекрывали торцевую часть радиальных лопаток 6 (фиг.4).The heat and mass transfer apparatus includes a
Предлагаемый тепломассообменный аппарат работает следующим образом.The proposed heat and mass transfer apparatus operates as follows.
Жидкость через патрубок 7 заполняет нижнюю часть корпуса 1 и через радиальные отверстия 5, расположенные в торцевых крышках 4, поступает во внутреннюю полость барабана 3 так, чтобы он был наполовину погружен в жидкость, через патрубок 8 жидкость выходит из корпуса 1. Газ через патрубок 9 заполняет верхнюю часть корпуса 1 и через радиальные отверстия 5 поступает в барабан 3, через патрубок 10 газ выходит из корпуса 1. Для обеспечения максимальной пропускной способности жидкости и газа радиальные отверстия 5 выполняют в форме трапеций, сужающихся к валу. Во время работы аппарата при вращении барабана 3 радиальные лопатки 6 захватывают жидкость или газ. Для исключения выхода захваченной жидкости или газа через торцевые крышки 4 радиальные отверстия 5 в торцевых крышках 4 барабана 3 не перекрывают торцевую часть радиальных лопаток 6.The liquid through the
При вращении барабана 3 газ, находящийся внутри лопаток 6, погружается в слой жидкости, где происходит частичное сжатие газа и барботаж вытесненного объема газа через слой жидкости. Когда объем газа станет равным нулю, лопатки 6 захватывают жидкость, которая при дальнейшем вращении барабана 3 стекает в виде пленки на поверхность потока жидкости. Анализируя рабочий процесс прототипа и предлагаемого тепломассообменного аппарата, можно утверждать, что предлагаемый аппарат позволяет проводить тепломассообменные процессы с коэффициентами тепло- и массоотдачи, находящимися, по меньшей мере, на том же уровне, что у прототипа. Для обеспечения максимальной эффективности процесса радиальные лопатки выполняют с образующим углом 30-55°.When the
Вследствие того, что контакт между газом и жидкостью происходит во внутренней полости барабана, боковая стенка которого в отличие от прототипа выполнена сплошной, наблюдается значительное сокращение капельного уноса жидкости с газовым потоком. При увеличении производительности по газу или жидкости у предлагаемого тепломассообменного аппарата будет наблюдаться значительно меньший капельный унос жидкости по сравнению с прототипом, то есть предлагаемый аппарат будет надежно работать в более широком диапазоне изменения расходов жидкости и газа. Кроме того, отсутствие мелких отверстий на поверхности барабана исключает их засорение, поэтому предлагаемый аппарат в отличие от прототипа обеспечит эффективную работу при наличии загрязнений в газовом или жидком потоках.Due to the fact that the contact between the gas and the liquid occurs in the inner cavity of the drum, the side wall of which, in contrast to the prototype, is solid, there is a significant reduction in droplet entrainment of the liquid with the gas stream. With an increase in gas or liquid productivity, the proposed heat and mass transfer apparatus will experience a significantly lower drop of liquid ablation compared to the prototype, that is, the proposed apparatus will reliably operate in a wider range of changes in liquid and gas flow rates. In addition, the absence of small holes on the surface of the drum eliminates their clogging, therefore, the proposed device, unlike the prototype, will ensure efficient operation in the presence of contaminants in gas or liquid flows.
Таким образом, уменьшение капельного уноса жидкости при достаточно высокой интенсивности взаимодействия между газом и жидкостью в предлагаемом тепломассообменном аппарате приводит к повышению эффективности тепломассообменных процессов в системе газ-жидкость.Thus, the reduction of droplet entrainment of a liquid with a sufficiently high intensity of interaction between gas and liquid in the proposed heat and mass transfer apparatus leads to an increase in the efficiency of heat and mass transfer processes in the gas-liquid system.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014114750/05A RU2559496C1 (en) | 2014-04-14 | 2014-04-14 | Heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014114750/05A RU2559496C1 (en) | 2014-04-14 | 2014-04-14 | Heat exchanger |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2559496C1 true RU2559496C1 (en) | 2015-08-10 |
Family
ID=53796411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014114750/05A RU2559496C1 (en) | 2014-04-14 | 2014-04-14 | Heat exchanger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2559496C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB282006A (en) * | 1926-12-08 | 1928-10-11 | Eduard Dyckerhoff | Improvements in devices for supporting heat insulation |
| SU1714299A1 (en) * | 1990-04-25 | 1992-02-23 | Одесский институт низкотемпературной техники и энергетики | Device for making contact between liquid and gas |
| RU2027489C1 (en) * | 1992-07-28 | 1995-01-27 | Акционерное общество "Новатор" | Gas cleaning device |
| RU2101642C1 (en) * | 1995-09-19 | 1998-01-10 | Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности | Gas-and-liquid contact apparatus |
| RU2153929C2 (en) * | 1994-11-08 | 2000-08-10 | Рве-Деа Акциенгезельшафт фюр Минеральель унд Хеми | Device for contacting solid material in form of loose particles |
| UA69801A (en) * | 2003-12-08 | 2004-09-15 | Univ Sumy State | Centrifugal heat-mass exchange apparatus |
-
2014
- 2014-04-14 RU RU2014114750/05A patent/RU2559496C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB282006A (en) * | 1926-12-08 | 1928-10-11 | Eduard Dyckerhoff | Improvements in devices for supporting heat insulation |
| SU1714299A1 (en) * | 1990-04-25 | 1992-02-23 | Одесский институт низкотемпературной техники и энергетики | Device for making contact between liquid and gas |
| RU2027489C1 (en) * | 1992-07-28 | 1995-01-27 | Акционерное общество "Новатор" | Gas cleaning device |
| RU2153929C2 (en) * | 1994-11-08 | 2000-08-10 | Рве-Деа Акциенгезельшафт фюр Минеральель унд Хеми | Device for contacting solid material in form of loose particles |
| RU2101642C1 (en) * | 1995-09-19 | 1998-01-10 | Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности | Gas-and-liquid contact apparatus |
| UA69801A (en) * | 2003-12-08 | 2004-09-15 | Univ Sumy State | Centrifugal heat-mass exchange apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2281616A (en) | Process and apparatus for treating liquids with a gaseous medium | |
| RU2559496C1 (en) | Heat exchanger | |
| CN116037011B (en) | A gas-liquid countercurrent type ultra-gravity rotating packed bed with internal circulation and method | |
| RU152191U1 (en) | HEAT AND MASS AND EXCHANGE PLATE WITH JET BATTERY CONTACT DEVICES | |
| JP2005518268A5 (en) | ||
| JP2005518268A (en) | Nano-powder extraction device using rotation of hollow impeller | |
| RU171763U1 (en) | HEAT AND MASS EXCHANGE PLATE WITH BARBATING CONTACT DEVICE | |
| RU171150U1 (en) | Gas-liquid flow distributor | |
| RU195490U1 (en) | Rotary film reactor | |
| RU2750492C1 (en) | Horizontal nozzle heat and mass exchanger | |
| RU162855U1 (en) | CONTACT DEVICE FOR HEAT AND MASS EXCHANGE PROCESSES | |
| RU2275224C2 (en) | Heat and mass exchange apparatus | |
| CA2363988A1 (en) | An apparatus for rectification of liquid mixtures and/or for scrubbing of gases | |
| RU2279302C1 (en) | Method for separation of a liquid from a gas and the device for its realization | |
| RU2676635C1 (en) | Device for adsorption | |
| RU2424031C1 (en) | Film-type evaporator with thin-sheet flow | |
| RU2791822C1 (en) | Vortex contact device | |
| RU200779U1 (en) | Distribution tray for heat and mass exchangers | |
| RU2293761C2 (en) | Separator of vacuum evaporation apparatus, method for extraction of oil from sea-buckthorn juice (versions), foam suppression method, and vapor separation method | |
| RU216157U1 (en) | DISTRIBUTION PLATE | |
| RU2768952C1 (en) | Heat exchanger | |
| RU2800557C2 (en) | Device for bringing gas flow and liquid flow into contact | |
| RU2797870C1 (en) | Vortex type contact device | |
| SU969299A1 (en) | Froth-and-vortex apparatus | |
| EP4292687B1 (en) | Device for mixing two liquid phases and continuously operating liquid-liquid extraction column comprising this device. |