RU32870U1 - Heat and mass transfer apparatus (options) - Google Patents
Heat and mass transfer apparatus (options) Download PDFInfo
- Publication number
- RU32870U1 RU32870U1 RU2003115556/20U RU2003115556U RU32870U1 RU 32870 U1 RU32870 U1 RU 32870U1 RU 2003115556/20 U RU2003115556/20 U RU 2003115556/20U RU 2003115556 U RU2003115556 U RU 2003115556U RU 32870 U1 RU32870 U1 RU 32870U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- mass transfer
- shelf
- liquid
- transfer apparatus
- Prior art date
Links
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims description 35
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 72
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 60
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 60
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 23
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 101150115489 MPK7 gene Proteins 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 125000001145 hydrido group Chemical class *[H] 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Description
ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ HEAT AND MASS EXCHANGE UNIT
Полезная модель относится к тепломассообменным аппаратам, в частности, к прямоконтактным конденсаторам смешения и подогревателям раствора и может быть использовано в алюминиевой, химической отраслях промышленности, а также в теплоэнергетике, более конкретно, для оснащения выпарных и автоклавных батарей в алюминиевой промышленности (глиноземном производстве).The utility model relates to heat and mass transfer apparatuses, in particular, to direct contact mixing capacitors and solution heaters, and can be used in aluminum, chemical industries, as well as in the power industry, more specifically, for equipping evaporator and autoclave batteries in the aluminum industry (alumina industry).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемой полезной модели является тепломаасообменный аппарат (RU 2081697, МПК ВОШ9/32, B01D3/24, опубликован 06.20.1997), который содержит средство для подачи жидкости, средство для подачи газа (или пара), корпус, разделенный по высоте на камеры поперечной перегородкой, образующей карман со сливным отверстием; по меньшей мере, один полочный распределитель жидкости, выполненный в виде, по меньшей мере, трех наклонных контактных элементов в виде ступенчатого набора пластин, установленных под небольшим углом (8-15°) и образующих таким образом щели. Полочный распределитель жидкости установлен в количестве одного или нескольких по высоте корпуса, каждый из которых образует ступень конденсации. Кроме того, устройство содержит вертикальный подводящий/отводящий канал для движения газа (или пара), расположенный вдольThe closest in technical essence and achieved technical result to the claimed utility model is a heat and gas exchange apparatus (RU 2081697, IPC VOSH9 / 32, B01D3 / 24, published 06.20.1997), which contains means for supplying liquid, means for supplying gas (or steam) , a housing divided in height into chambers by a transverse partition forming a pocket with a drain hole; at least one shelf liquid distributor, made in the form of at least three inclined contact elements in the form of a stepped set of plates mounted at a small angle (8-15 °) and thus forming gaps. Shelf liquid dispenser is installed in the amount of one or several along the height of the housing, each of which forms a condensation stage. In addition, the device contains a vertical inlet / outlet channel for the movement of gas (or steam) located along
МПК7 F28B3/06 (ВАРИАНТЫ)MPK7 F28B3 / 06 (OPTIONS)
корпуса, имеющий на противоположных концах окна соответственно для отвода газа (или пара) из нижней камеры и для подвода газа (или пара) в верхнюю камеру. Окна для отвода и повода газа представляют собой вход и выход вертикального канала.case, having at opposite ends of the window, respectively, for the removal of gas (or steam) from the lower chamber and for supplying gas (or steam) to the upper chamber. Windows for venting and discharging gas represent the inlet and outlet of a vertical channel.
Поток газа или пара скользит по поверхности потока жидкости и, разрывая указанный поток жидкости, проходит в зазоры между пластинами. Процесс тепломассообмена происходит как на поверхности жидкостного потока, так и в местах прорыва газообразной среды через этот поток.The flow of gas or vapor slides along the surface of the fluid flow and, breaking the specified fluid flow, passes into the gaps between the plates. The process of heat and mass transfer occurs both on the surface of the liquid stream, and in places where a gaseous medium breaks through this stream.
Известное устройство имеет недостатки, обусловленные следующим.The known device has disadvantages due to the following.
При принятом размещении распределительных элементов жидкость плавно перетекает по ним, притормаживая на каждой пластине. Следовательно, скорость потока жидкости в данном аппарате невелика и движущийся поток жидкости имеет довольно значительную толщину, обусловливающую небольшую удельную поверхность (на единицу ее объема) и малую интенсивность теплоотвода от поверхности жидкости вглубь потока.With the accepted placement of the distribution elements, the fluid flows smoothly over them, braking on each plate. Therefore, the fluid flow rate in this apparatus is small and the moving fluid flow has a rather significant thickness, which determines a small specific surface (per unit volume) and low heat removal from the liquid surface deep into the flow.
По указанным причинам теплоперенос через наружную поверхность жидкости является незначительным. Прорыв газообразной среды через жидкостной поток большой толщины и проход с большой скоростью по зазорам между пластинами контактного элемента может происходить только при значительных перепадах давления потока газообразной среды. При многократных проходах газообразной среды через поток жидкости и пластины контактных элементов аэродинамическое сопротивление известного аппарата весьма велико, следовательно, для эффективной работы аппарата требуются дополнительные затраты энергии на продвижение газа.For these reasons, heat transfer through the outer surface of the liquid is negligible. The breakthrough of the gaseous medium through a liquid stream of large thickness and the passage with high speed through the gaps between the plates of the contact element can occur only with significant pressure drops of the gaseous medium flow. With multiple passes of a gaseous medium through a fluid stream and a plate of contact elements, the aerodynamic resistance of the known apparatus is very high, therefore, for the apparatus to operate efficiently, additional energy is required to advance the gas.
При использовании данного тепломассообменного аппарата в качестве конденсатора большие потери потенциала пара приводят к существенному снижению температуры конденсации пара в каждой ступени и в итоге - к снижению его производительности и интенсивности процесса конденсации пара. Кроме того, большоеWhen using this heat and mass transfer apparatus as a condenser, large losses of the vapor potential lead to a significant decrease in the vapor condensation temperature in each stage and, as a result, to a decrease in its productivity and the intensity of the steam condensation process. Also great
аэродинамическое сопротивление аппарата делает невозможным его применение для переработки низкопотенциальных газов и паров.the aerodynamic drag of the apparatus makes it impossible to use it for processing low-grade gases and vapors.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в расширении арсенала существующих тепломассообменных аппаратов.The problem to which the claimed technical solution is directed is to expand the arsenal of existing heat and mass transfer apparatuses.
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемой полезной модели заключается в повышении эффективности работы тепломассообменного аппарата за счет увеличения интенсивности тепломассопереноса, снижения аэродинамического сопротивления газового тракта, а также обеспечения более действенного взаимодействия жидкостной и газообразной фаз.The technical result achieved by using the claimed utility model is to increase the efficiency of the heat and mass transfer apparatus by increasing the intensity of heat and mass transfer, reducing the aerodynamic resistance of the gas path, as well as providing a more effective interaction of the liquid and gaseous phases.
Поставленная задача решается с помощью заявляемого тепломассообменного аппарата, включающего средство для подвода жидкости, средство для подачи пара, корпус, разделенный по высоте на верхнюю и нижнюю камеры поперечной перегородкой со сливным карманом, по меньшей мере, один полочный распределитель жидкости, каждый образующий ступень конденсации и установленный по высоте корпуса таким образом, что подаваемый пар проникает через завесу жидкости в противоположных направлениях в пределах соседних ступеней конденсации, расположенный вдоль корпуса вертикальный канал для движения пара, вход и выход вертикального канала сообщаются соответственно с нижней камерой и верхней камерой, в котором, согласно полезной модели, в верхней части верхней камеры установлены форсунки, направленные, по меньшей мере, вниз и сообщенные со средством для подвода жидкости, и патрубок отвода неконденсирующихся газов, в нижней камере под поперечной перегородкой установлен, по меньшей мере, один полочный распределитель жидкости, при этом сливной карман поперечной перегородки выполнен в виде гидрозатвора, сообщающегося с полочным распределителем жидкости, находящимся непосредственно под поперечной перегородкой, средство для подачи пара сообщено со ступенью конденсации,The problem is solved by using the inventive heat and mass transfer apparatus, including means for supplying liquid, means for supplying steam, a housing divided in height into upper and lower chambers by a transverse partition with a drain pocket, at least one shelf liquid distributor, each forming a condensation stage and installed along the height of the casing so that the supplied steam penetrates through the curtain of liquid in opposite directions within the adjacent condensation stages l of the casing a vertical channel for the movement of steam, the input and output of the vertical channel communicate respectively with the lower chamber and the upper chamber, in which, according to a utility model, nozzles are installed in the upper part of the upper chamber, directed at least downward and communicated with means for supplying at least one shelf liquid distributor is installed in the lower chamber under the transverse partition, while the drain pocket of the transverse partition is made in the form of a hydro a shutter communicating with a shelf liquid distributor located directly below the transverse partition, the means for supplying steam is communicated with a condensation stage,
соответствующей полочному распределителю жидкости, находящемуся непосредственно под поперечной перегородкой.corresponding to a shelf-mounted liquid distributor located directly under the transverse partition.
По первому варианту устройства: вертикальный канал образован стенками корпуса и стенками верхней и нижней камер.According to the first embodiment of the device: the vertical channel is formed by the walls of the housing and the walls of the upper and lower chambers.
По второму варианту устройства: вертикальный канал выполнен в виде байпасного трубопровода.According to the second variant of the device: the vertical channel is made in the form of a bypass pipeline.
По обоим вариантам устройства целесообразно устанавливать два полочных распределителя жидкости.For both versions of the device, it is advisable to install two shelf liquid dispensers.
По обоим вариантам устройства целесообразно устанавливать полочные распределители жидкости наклонно.For both versions of the device, it is advisable to install shelf liquid distributors obliquely.
По обоим вариантам устройства предпочтительно полочные распределители жидкости выполнять сплошными.According to both versions of the device, it is preferable to perform shelf liquid distributors as continuous.
По обоим вариантам устройства предпочтительно патрубок для отвода неконденсирующихся газов устанавливать в нижней части верхней камеры.For both versions of the device, it is preferable to install a pipe for removing non-condensable gases in the lower part of the upper chamber.
Заявляемые конструкции тепломассообменных аппаратов объединены в одну заявку как варианты, поскольку оба варианта устройства выполняют одну и ту же функцию, решают одну и ту же задачу, и у них общий прототип.The inventive designs of heat and mass transfer apparatuses are combined in one application as options, since both versions of the device perform the same function, solve the same problem, and they have a common prototype.
Образование верхней камеры с форсунками дает возможность уравнять и повысить движущую силу процесса конденсации - разность температур пара и жидкости, как в нижней, так и в верхней камере. Форсунки, установленные в верхней части верхней камеры тепломассообменного аппарата и направленные по меньшей мере вниз, позволяют не только диспергировать поток жидкости, но также, создавая эффект струйного насоса, подсасывают поток пара, поступающего из вертикального канала, что способствует продвижению газообразной среды по аппарату с уменьшением его аэродинамического сопротивления. Повышение разности температур достигается не только осуществлением контакта частично нагретой жидкости с паром вThe formation of the upper chamber with nozzles makes it possible to equalize and increase the driving force of the condensation process - the difference in temperature of steam and liquid, both in the lower and upper chambers. The nozzles installed in the upper part of the upper chamber of the heat and mass transfer apparatus and directed at least downward allow not only to disperse the fluid flow, but also, creating the effect of a jet pump, suck in the steam flow coming from the vertical channel, which contributes to the advancement of the gaseous medium through the apparatus with a decrease its aerodynamic drag. An increase in the temperature difference is achieved not only by contacting a partially heated liquid with steam in
ступени конденсации, соответствующей полочному распределителю жидкости, расположенному непосредственно под перегородкой, но и за счет нагнетательного действия потока капель жидкости, вылетающих из направленных, по меньшей мере, вниз форсунок, повышающего давление пара в нижней части верхней камеры и соответственно температуру его конденсации.a condensation stage corresponding to a shelf-mounted liquid distributor located directly below the partition, but also due to the injection action of a stream of liquid droplets flying out from the nozzles directed at least downward, increasing the vapor pressure in the lower part of the upper chamber and, accordingly, its condensation temperature.
Патрубок для отвода неконденсирующихся газов, установленный в нижней части верхней камере обеспечивает быстрый и полный вывод газов из аппарата.A nozzle for the removal of non-condensable gases installed in the lower part of the upper chamber provides a quick and complete removal of gases from the apparatus.
Выполнение сливного кармана в виде гидрозатвора надежно предупреждает проскок пара и повышает стабильность работы тепломассообменного аппарата и следовательно, его эффективность.The implementation of the drain pocket in the form of a hydraulic lock reliably prevents the breakthrough of steam and increases the stability of the heat and mass transfer apparatus and therefore its effectiveness.
Устройство в нижней камере может содержать два полочных распределителя жидкости, установленных наклонно.The device in the lower chamber may contain two shelf liquid distributors mounted obliquely.
Выполнение распределительных полок сплошными и установленными наклонно увеличивает скорость стекания жидкости, тем самым уменьшает толщину завесы жидкости и, как следствие, увеличивает удельную поверхность жидкости и интенсивность конденсации пара.The implementation of the distribution shelves solid and installed obliquely increases the rate of liquid runoff, thereby reducing the thickness of the liquid curtain and, as a result, increases the specific surface of the liquid and the intensity of vapor condensation.
По крайней мере, одна распределительная полка, расположенная в нижней камере и образующая ступень конденсации, позволяет получать в каждой из них завесы жидкости, приобретающие при падении в паровом пространстве большую скорость завесы жидкости, которая легко разрывается потоком пара. Это обеспечивает большую удельную поверхность жидкости и высокую интенсивность процесса конденсации пара. Теплоперенос интенсифицируется также за счет удара падающей завесы жидкости о нижерасположенную полку, сопровождающегося дроблением жидкости и обновлением поверхности контакта.At least one distribution shelf located in the lower chamber and forming the condensation stage allows one to obtain liquid curtains in each of them, which, when falling in the vapor space, acquire a high velocity of the liquid curtain, which is easily broken by the steam stream. This provides a large specific surface area of the liquid and a high intensity of the vapor condensation process. Heat transfer is also intensified by the impact of a falling curtain of liquid on a lower shelf, accompanied by crushing of the liquid and updating the contact surface.
непосредственно под поперечной перегородкой, позволяет создать прямоточное движение пара с жидкостью, падающей с большой скоростью, обусловливающей уменьшение аэродинамического сопротивления аппарата. Таким образом, прямоточное движение жидкости и пара в пределах верхней и нижней камер способствует движению пара по аппарату, уменьшает сопротивление движению пара и повышает его потенциал при осуществлении процесса конденсации.directly under the transverse baffle, allows you to create a straight-through movement of steam with a liquid falling at high speed, causing a decrease in the aerodynamic drag of the apparatus. Thus, the direct-flow movement of liquid and steam within the upper and lower chambers promotes the movement of steam through the apparatus, reduces the resistance to the movement of steam and increases its potential during the condensation process.
По первому варианту полезной модели вертикальный канал, образованный стенками корпуса и стенками верхнего и нижнего отсеков, способствует продвижению пара по аппарату, обеспечивающему повышенную движущую силу процесса конденсации - разность температур пара и жидкости в пределах верхней и нижней камер аппарата.According to the first embodiment of the utility model, a vertical channel formed by the walls of the housing and the walls of the upper and lower compartments promotes the advancement of steam through the apparatus, providing an increased driving force of the condensation process - the difference in temperature of steam and liquid within the upper and lower chambers of the apparatus.
По второму варианту полезной модели выполнение вертикального канала в виде байпасного трубопровода, расположенного вне корпуса, также способствует противоточному движению пара по аппарату, что обеспечивает повышенную движущую силу процесса конденсации - разность температур пара и жидкости в пределах верхней и нижней камер аппарата.According to the second variant of the utility model, the implementation of a vertical channel in the form of a bypass pipe located outside the housing also contributes to the countercurrent movement of steam through the apparatus, which provides an increased driving force of the condensation process - the difference in temperature of steam and liquid within the upper and lower chambers of the apparatus.
Анализ известных технических решений, касающихся тепломассообменных аппаратов аналогичного назначения, позволяет сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение не известно из уровня техники, что свидетельствует о его соответствии критерию «новизна.Analysis of the known technical solutions regarding heat and mass transfer apparatuses of a similar purpose allows us to conclude that the claimed technical solution is not known from the prior art, which indicates its compliance with the criterion of "novelty.
Предпочтительный пример выполнения полезной модели по двум вариантам поясняется более подробно с помощью приложенных чертежей тепломассообменного аппарата - конденсатора пара.A preferred embodiment of the utility model in two ways is explained in more detail using the attached drawings of a heat and mass transfer apparatus — a steam condenser.
На фиг. 1 изображена схема продольного разреза предлагаемого конденсатора пара по первому варианту.In FIG. 1 shows a diagram of a longitudinal section of the proposed steam condenser according to the first embodiment.
На фиг. 2 изображена схема продольного разреза предлагаемого конденсатора пара аппарата по второму варианту.In FIG. 2 shows a diagram of a longitudinal section of the proposed steam condenser of the apparatus according to the second embodiment.
Конденсатор пара по обоим вариантам полезной модели (фиг. 1, 2) содержит корпус 1, поперечную конусную перегородку 2 с патрубком 3, образующую верхнюю камеру 4 конденсации и нижнюю камеру 5 конденсации. Форсунки 6 установлены в верхнем днище корпуса 1 (соответствующим верхнему днищу верхней камеры 4 конденсации) вертикально вниз и соединены со средством для подвода воды (на чертеже не показано). В нижней камере 5 конденсации под поперечной перегородкой 2 размещены полочные распределителя воды, выполненные в виде сплошной круглой полки 7 и сплошной кольцевой полки 8, образующих две ступени конденсации: первую ступень 9 - между полками 7 и 8 и вторую ступень 10 - между полкой 8 и отбойным конусом 11. При этом поперечная перегородка 2 оснащена гидрозатвором 12, сообщающимся с верхней круглой полкой 7.The steam condenser according to both variants of the utility model (Fig. 1, 2) contains a housing 1, a transverse conical partition 2 with a pipe 3, forming the upper condensation chamber 4 and the lower condensation chamber 5. The nozzles 6 are installed in the upper bottom of the housing 1 (corresponding to the upper bottom of the upper condensation chamber 4) vertically downward and connected to a means for supplying water (not shown in the drawing). In the lower condensation chamber 5, under the transverse partition 2, there are shelving water distributors made in the form of a continuous round shelf 7 and a continuous annular shelf 8, forming two condensation stages: the first stage 9 is between the shelves 7 and 8 and the second stage 10 is between the shelf 8 and jack cone 11. In this case, the transverse partition 2 is equipped with a water lock 12, communicating with the upper round shelf 7.
По первому варианту полезной модели (фиг. 1) стенки корпуса 1 и стенки верхней камеры 4 конденсации вместе со стенками нижней камеры 5 конденсации в пределах верхней 9 и нижней 10 ступеней конденсации образуют вертикальный кольцевой (цилиндрический) канал 13 для движения газа; вход и выход вертикально канала 13 сообщается соответственно со второй ступенью конденсации 10 нижней камеры 5 конденсации и с верхней камерой 4 конденсации. Средство для подачи пара выполнено в виде патрубка 14, врезанного в боковую стенку корпуса 1 и стенку нижней камеры конденсации 5 напротив верхней ступени конденсации 9.According to the first embodiment of the utility model (Fig. 1), the walls of the housing 1 and the walls of the upper condensation chamber 4 together with the walls of the lower condensation chamber 5 within the upper 9 and lower 10 condensation stages form a vertical annular (cylindrical) channel 13 for gas movement; the input and output of the vertical channel 13 is connected respectively with the second condensation stage 10 of the lower condensation chamber 5 and with the upper condensation chamber 4. Means for supplying steam is made in the form of a pipe 14 cut into the side wall of the housing 1 and the wall of the lower condensation chamber 5 opposite the upper stage of condensation 9.
По второму варианту полезной модели (фиг. 2) вертикальный канал выполнен в виде байпасного трубопровода 18, вход и выход которого соединен соответственно со второй ступенью конденсации 10 нижней камеры 5 конденсации и с верхней камерой 4 конденсации. Средство для подачи пара выполнено в виде патрубка 14, врезанного в боковую стенку корпуса 1 напротив верхней ступени конденсации 9.According to the second embodiment of the utility model (Fig. 2), the vertical channel is made in the form of a bypass pipe 18, the input and output of which is connected respectively to the second condensation stage 10 of the lower condensation chamber 5 and to the upper condensation chamber 4. Means for supplying steam is made in the form of a pipe 14, cut into the side wall of the housing 1 opposite the upper stage of condensation 9.
По обоим вариантам устройства у парового патрубка 14 внутри аппарата установлена отбойная решетка 15 для равномерного распределения поступающего пара, обозначающая боковую границу верхней ступени 9 конденсации. В нижней части верхней камеры конденсации 4 установлен патрубок 16 для отвода несконденсировавшихся газов из указанной камеры 4; в нижней части нижней камеры 5 установлен патрубок 17 для отвода воды из аппарата.According to both versions of the device, a steam grill 15 is installed inside the steam pipe 14 for uniform distribution of the incoming steam, which indicates the lateral boundary of the upper condensation stage 9. In the lower part of the upper condensation chamber 4, a pipe 16 is installed for discharging non-condensable gases from the specified chamber 4; in the lower part of the lower chamber 5 is installed a pipe 17 for draining water from the apparatus.
Заявляемый аппарат по первому варианту работает следующим образом.The inventive apparatus according to the first embodiment works as follows.
Холодная вода через патрубок (на чертеже не показан) поступает из форсунок 6, где диспергируется на множество капель. Вытекающие с большой скоростью из форсунок 6 вниз капли попадают в поток пара, выходящего из кольцевого канала 13 и увлекает пар в нижнюю часть верхней камеры конденсации 4. При этом пар интенсивно конденсируется на поверхности капель. В нижней части указанной камеры 4 водяные капли попадают на поперечную перегородку 2 и, попадая в патрубок 3, стекают в гидрозатвор 12, а несконденсировавшиеся газы, охлажденные водой, через патрубок 16 выводятся из аппарата. Из гидрозатвора 12 вода попадает на сплошную круглую полку 7 верхней ступени конденсации 9, стекает вниз в виде водяной завесы и попадает на сплошную кольцевую полку 8 нижней ступени конденсации 10. При равномерно-ускоренном движении под действием силы тяжести водяная завеса превращается в весьма тонкую пленку, которая турбулизируется и легко разрывается потоком пара, поступающим из патрубка 14, с образованием множества мелких струй и капель и многократным развитием площади контакта. При попадании воды на нижерасположенную кольцевую полку 8 происходит ее энергичное перемешивание и турбулизация с обновлением поверхности контакта с паром, а затем вода вновь формируется в весьма турбулизированную завесу. Пройдя ступени конденсации 9, 10, вода попадает на дно конденсатора и через патрубок 17 выводится их аппарата.Cold water through the pipe (not shown) comes from the nozzles 6, where it is dispersed into many drops. Drops flowing out from nozzles 6 at a high speed fall into the steam stream exiting the annular channel 13 and entrain the vapor to the lower part of the upper condensation chamber 4. In this case, the vapor intensively condenses on the surface of the drops. In the lower part of the specified chamber 4, water droplets fall on the transverse baffle 2 and, falling into the pipe 3, flow into the air lock 12, and non-condensing gases cooled by water are discharged from the device through the pipe 16. From the water trap 12, water enters a continuous round shelf 7 of the upper condensation stage 9, flows down in the form of a water curtain and enters a continuous circular shelf 8 of the lower condensation stage 10. When the motion is uniformly accelerated by gravity, the water curtain turns into a very thin film, which is turbulized and easily broken by the steam flow coming from the nozzle 14, with the formation of many small jets and drops and the multiple development of the contact area. When water enters the downstream annular shelf 8, it is vigorously mixed and turbulized with renewal of the contact surface with steam, and then water is again formed into a very turbulent curtain. Having passed the condensation stages 9, 10, water enters the bottom of the condenser and their apparatus is discharged through the pipe 17.
распределяемый с помощью решетки 15, набегает на завесу воды, стекающей с круглой полки 7, омывает наружную поверхность водяной завесы, в нижней части верхней ступени конденсации 9 пар разрывает тонкую водяную пелену и омывает внутреннюю поверхность водяной завесы. Таким образом, пар конденсируется на наружной и внутренней поверхностях водяной завесы в пределах верхней ступени 9 конденсации. Кроме того, происходит конденсация пара и на многочисленных мелких каплях и струях, образующихся при распаде водяной пелены. Под действием межфазного трения и захвата несконденсировавшийся в первой ступени 9 пар подхватывается потоком воды, что способствует движению пара во вторую ступень конденсации 10. Процесс конденсации пара интенсифицируется энергичным перемешиванием массы воды при ударе падающей водяной завесы о нижележащий распределительный конус 11, а также обновлением и развитием поверхности контакта вследствие такого удара. Из нижней ступени конденсации 10 несконденсировавшийся пар, поступая во вход каналу 13, направляется в верхнюю часть верхней камеры конденсации 4, где подсасывается потоком капель из форсунок 6 и нагнетается в нижнюю часть этой камеры 4. Под действием массы капель воды, вылетающих их форсунок 6 и падающих с большой скоростью давление и, следовательно, температура конденсации в нижней части верхней камеры конденсации 4 увеличивается, что, во-первых, интенсифицирует процесс конденсации, и, во-вторых, способствует эвакуации неконденсирующихся газов через патрубок отвода 16.distributed with a grill 15, runs onto a curtain of water flowing from a round shelf 7, washes the outer surface of the water curtain, in the lower part of the upper condensation stage 9 steam breaks a thin water sheet and washes the inner surface of the water curtain. Thus, the vapor condenses on the outer and inner surfaces of the water curtain within the upper condensation stage 9. In addition, there is condensation of the vapor and on numerous small drops and streams formed during the decay of the water veil. Under the action of interfacial friction and trapping, non-condensing in the first stage 9 steam is picked up by the water flow, which contributes to the movement of steam into the second stage of condensation 10. The steam condensation process is intensified by vigorously mixing the mass of water upon impact of the falling water curtain on the underlying distribution cone 11, as well as updating and development contact surfaces due to such an impact. From the lower stage of condensation 10, non-condensing steam entering the channel 13 inlet is directed to the upper part of the upper condensation chamber 4, where it is sucked up by a stream of drops from nozzles 6 and is pumped into the lower part of this chamber 4. Under the influence of the mass of water droplets escaping from nozzles 6 and the pressure falling at a high speed and, consequently, the condensation temperature in the lower part of the upper condensation chamber 4 increases, which, firstly, intensifies the condensation process, and, secondly, facilitates the evacuation of non-condensable gas Call through branch pipe 16.
Конденсатор пара по второму варианту работает аналогично, только несконденсировавшийся пар из нижней камеры 5 в верхнюю камеру 4 движется по байпасному трубопроводу 18.The steam condenser in the second embodiment works similarly, only non-condensing steam from the lower chamber 5 to the upper chamber 4 moves through the bypass pipe 18.
Возможность использования заявляемого устройства позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «промышленная применимость.The possibility of using the inventive device allows us to conclude that it meets the criterion of "industrial applicability.
Заявляемые варианты тепломассообменного аппарата обладают следующими преимуществами по сравнению с известным устройством, выбранным в качестве ближайшего аналога:The inventive variants of the heat and mass transfer apparatus have the following advantages compared to the known device, selected as the closest analogue:
увеличение интенсивности тепломассопереноса;increase in heat and mass transfer;
снижение аэродинамического сопротивления газового тракта;decrease in aerodynamic drag of the gas path;
обеспечение более действенного взаимодействия жидкостной и газообразнойproviding more effective interaction of liquid and gaseous
Формула полезной моделиUtility Model Formula
1.Тепломассообменный аппарат, включающий средство для подвода жидкости, средство для подачи пара, корпус, разделенный по высоте на верхнюю и нижнюю камеры поперечной перегородкой со сливным карманом, по меньшей мере, один полочный распределитель жидкости, каждый образующий ступень конденсации и установленный по высоте корпуса таким образом, что подаваемый пар проникает через завесу жидкости в противоположных направлениях в пределах соседних ступеней конденсации, расположенный вдоль корпуса вертикальный канал для движения пара, вход и выход вертикального канала сообщаются соответственно с нижней камерой и верхней камерой, отличающийся тем, что в верхней части верхней камеры установлены форсунки, направленные, по меньшей мере, вниз и сообщенные со средством для подвода жидкости, и патрубок отвода неконденсирующихся газов, в нижней камере под поперечной перегородкой установлен, по меньшей мере, один полочный распределитель жидкости, при этом сливной карман поперечной перегородки выполнен в виде гидрозатвора, сообщающегося с полочным распределителем жидкости, находящимся непосредственно под поперечной перегородкой, средство для подачи пара сообщено со ступенью конденсации, соответствующей полочному распределителю жидкости, находящемуся непосредственно под поперечной перегородкой, вертикальный канал для движения газа образован стенками корпуса и стенками верхней и нижней камеры.1. A heat and mass transfer apparatus, including means for supplying liquid, means for supplying steam, a housing divided in height into upper and lower chambers by a transverse partition with a drain pocket, at least one shelf liquid distributor, each forming a condensation stage and installed along the height of the housing so that the supplied steam penetrates through the curtain of liquid in opposite directions within the adjacent condensation stages, a vertical channel along the housing for the movement of steam, the input and the output of the vertical channel communicates respectively with the lower chamber and the upper chamber, characterized in that in the upper part of the upper chamber there are nozzles directed at least downward and communicated with means for supplying liquid, and a branch pipe for removing non-condensable gases in the lower chamber under the transverse at least one shelf liquid distributor is installed by the partition, while the drain pocket of the transverse partition is made in the form of a water seal in communication with the shelf liquid distributor, finding msya directly below the transverse partition, means for supplying steam communicated with the condensation step corresponding Shelving liquid distributor immediately below the transverse wall, the vertical gas passage is formed by walls of the casing and the walls of the upper and lower chambers.
3.Тепломассообменный аппарат по одному из пп. 1,2 отличающийся тем, что полочные распределители жидкости установлены наклонно.3. Heat and mass transfer apparatus according to one of paragraphs. 1,2 characterized in that the shelf liquid distributors are installed obliquely.
4.Тепломассообменный аппарат по одному из пп. 1, 2 и 3 отличающийся тем, что полочные распределители жидкости выполнены сплошными. 4. Heat and mass transfer apparatus according to one of paragraphs. 1, 2 and 3, characterized in that the shelf liquid distributors are solid.
5.Тепломассообменный аппарат по п. 1 отличающийся тем, что патрубок для отвода неконденсирующихся газов установлен в нижней части верхней камеры.5. The heat and mass transfer apparatus according to claim 1, characterized in that the pipe for removing non-condensable gases is installed in the lower part of the upper chamber.
6.Тепломассообменный аппарат, включающий средство для подвода жидкости, средство для подачи пара, корпус, разделенный по высоте на верхнюю и нижнюю камеры поперечной перегородкой со сливным карманом, по меньшей мере, один полочный распределитель жидкости, каждый образующий ступень конденсации и установленный по высоте корпуса таким образом, что пар проникает через завесу жидкости в противоположных направлениях в пределах соседних ступеней конденсации, расположенный вдоль корпуса вертикальный канал для движения пара, вход и выход вертикального канала сообщаются соответственно с нижней камерой и верхней камерой, отличающийся тем, что в верхней части верхней камеры установлены форсунки, направленные, по меньшей мере, вниз и сообщенные со средством для подвода жидкости, и патрубок отвода неконденсирующихся газов, в нижней камере под поперечной перегородкой установлен, по меньшей мере, один полочный распределитель жидкости, при этом сливной карман поперечной перегородки выполнен в виде гидрозатвора, сообщающегося с полочным распределителем жидкости, находящимся непосредственно под поперечной перегородкой, средство для подачи пара сообщено со ступенью конденсации, соответствующей полочному распределителю жидкости, находящемуся непосредственно под поперечной перегородкой, вертикальный канал выполнен в виде байпасного трубопровода.6. Heat and mass transfer apparatus, including means for supplying liquid, means for supplying steam, a housing divided in height into upper and lower chambers by a transverse partition with a drain pocket, at least one shelf liquid distributor, each forming a condensation stage and installed along the height of the housing so that the vapor penetrates through the curtain of liquid in opposite directions within the adjacent condensation stages, a vertical channel along the housing for the movement of steam, the inlet and outlet of the vertical The channel of the channel communicates respectively with the lower chamber and the upper chamber, characterized in that in the upper part of the upper chamber there are nozzles directed at least downward and communicated with means for supplying liquid, and a pipe for removing non-condensable gases in the lower chamber under the transverse partition at least one shelf liquid distributor is installed, while the drain pocket of the transverse partition is made in the form of a hydraulic lock in communication with the shelf liquid distributor located dstvenno under the transverse wall, means for supplying steam communicated with the condensation step corresponding Shelving liquid distributor immediately below the transverse wall, a vertical channel is formed as a bypass conduit.
8.Тепломассообменный аппарат по одному из пп. 6, 7 отличающийся тем, что полочные распределители жидкости установлены наклонно.8. Heat and mass transfer apparatus according to one of paragraphs. 6, 7 characterized in that the shelf liquid distributors are mounted obliquely.
9.Тепломассообменный аппарат по одному из пп. 6, 7 и 8 отличающийся тем, что полочные распределители жидкости выполнены сплошными.9. The heat and mass transfer apparatus according to one of paragraphs. 6, 7 and 8, characterized in that the shelf liquid distributors are solid.
10.Тепломассообменный аппарат по п. 6 отличающийся тем, что патрубок для отвода неконденсирующихся газов установлен в нижней части верхней камеры.10. The heat and mass transfer apparatus according to claim 6, characterized in that the pipe for removing non-condensable gases is installed in the lower part of the upper chamber.
Тепломоссообменнай аппарат (дарианта)Heat and gas exchange apparatus (option)
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003115556/20U RU32870U1 (en) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | Heat and mass transfer apparatus (options) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003115556/20U RU32870U1 (en) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | Heat and mass transfer apparatus (options) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU32870U1 true RU32870U1 (en) | 2003-09-27 |
Family
ID=38310928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003115556/20U RU32870U1 (en) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | Heat and mass transfer apparatus (options) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU32870U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2275568C2 (en) * | 2004-01-27 | 2006-04-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Машпром" (ЗАО НПП "Машпром") | Condenser |
-
2003
- 2003-05-28 RU RU2003115556/20U patent/RU32870U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2275568C2 (en) * | 2004-01-27 | 2006-04-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Машпром" (ЗАО НПП "Машпром") | Condenser |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3324629A (en) | Grease extracting ventilator system | |
| CN103796723B (en) | Apparatus and method for bringing a gas into contact with a liquid | |
| RU2009111256A (en) | METHOD AND DEVICE FOR DISTRIBUTING LIQUID | |
| CA2433023A1 (en) | Apparatus and method for discharging vapour and liquid | |
| US5478507A (en) | Gas-liquid contacting apparatus with valved downcomer | |
| RU32870U1 (en) | Heat and mass transfer apparatus (options) | |
| RU2263264C2 (en) | Heat and mass exchange apparatus | |
| RU2484876C1 (en) | Vortex contact stage for contacting gas or vapor with fluid | |
| WO2012141620A1 (en) | Ejector cooling tower and method for organizing a mass heat-exchange process using same | |
| RU87100U1 (en) | GAS-LIQUID SEPARATOR | |
| RU2196830C1 (en) | Saturator for sugar production | |
| RU2096069C1 (en) | Device for gas cleaning | |
| RU2275568C2 (en) | Condenser | |
| CN105043127B (en) | A kind of condensing unit and the vacuum condensing system with the condensing unit | |
| RU48966U1 (en) | THERMAL LINEAR JET DEAERATOR | |
| RU155224U1 (en) | COMBINED EVAPORATOR FILM TYPE | |
| RU2480699C2 (en) | Heat and mass exchange equipment with combined scheme of interaction of gas and liquid flows | |
| RU54526U1 (en) | OIL AND GAS SEPARATOR | |
| RU81186U1 (en) | DEAERATOR | |
| RU2385757C1 (en) | Separator | |
| CN212820691U (en) | New spray booth oil and gas separation and waste oil recovery system | |
| RU113667U1 (en) | DROP FILTER | |
| RU2138314C1 (en) | Mass-transfer apparatus | |
| SU1047490A1 (en) | Oil separator | |
| RU194405U1 (en) | Gas-liquid separator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20060529 |