SU1663305A1

SU1663305A1 - Heat exchanger

Info

Publication number: SU1663305A1
Application number: SU894631448A
Authority: SU
Inventors: Сергей Дмитриевич Фролов; Евгений Николаевич Кравцов; Валерий Владимирович Сманцер; Владимир Николаевич Филиппов; Нина Ивановна Иваненко
Original assignee: Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского
Priority date: 1989-01-03
Filing date: 1989-01-03
Publication date: 1991-07-15

Abstract

Изобретение относитс к энергетике и м.б. использовано дл кондиционировани гор чего газа. Цель - интенсификаци теплообмена и повышение качества парогаза. Дл этого направл ющий аппарат выполнен в виде радиального венца лопаток 4, устройство подвода жидкости выполнено в виде центробежных форсунок, равномерно распределенных по периметру вихревой камеры 1, а последн выполнена с проходным сечением, увеличивающемс в направлении от направл ющего аппарата к патрубкам 6, 7 отвода парогаза. При этом интенсифицируетс теплообмен и повышаетс качество парогаза. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.The invention relates to energy and m. used for conditioning hot gas. The goal is to intensify heat exchange and improve the quality of steam gas. For this, the guide vane is made in the form of a radial rim of the blades 4, the liquid supply device is in the form of centrifugal nozzles evenly distributed around the perimeter of the vortex chamber 1, and the latter is made with a flow section increasing in the direction from the guide vane to the branch pipes 6, 7 of the outlet steam gas. In this case, heat exchange is intensified and the quality of the vapor gas is improved. 2 hp ff, 3 ill.

Description

Изобретение относитс к энергетике и может быть использовано дл кондиционировани гор чего газа.The invention relates to the energy sector and can be used to condition hot gas.

Цель изобретени - интенсификаци теплообмена и повышение качества парогаза .The purpose of the invention is to intensify heat exchange and improve the quality of the vapor gas.

На фиг.1 изображен теплообменник, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху (без верхней торцовой крышки); на фиг.З - узел I на фиг.1.1 shows a heat exchanger, a general view; figure 2 is the same, top view (without upper end cover); on fig.Z - node I in figure 1.

Теплообменник содержит вихревую камеру 1, образованную верхней и нижней торцовыми крышками 2 и 3 соответственно и цилиндрическим направл ющим аппаратом тангенциального ввода газа, выполненным в виде радиального венца лопаток 4. Камера 1 снабжена устройством подвода жидкости в виде центробежных форсунок 5, равномерно распределенных по периметру вихревой камеры 1. На крышках 2 и 3 установлены осевые патрубки 6 и 7 соответственно отвода парогаза Камера 1 снабжена двум боковыми улиткообразными патрубками-распределител ми 8, расположенными с противоположных сторон камеры 1 и предназначенными дл подвода газа к направл ющему аппарату. Камера 1 выполнена с проходным сечением, увеличивающимс в направлении от направл ющего аппарата к патрубкам 6 и 7, дл чего крышки 2 и 3 спрофилированы в соответствии с необходимым изменением радиальной скорости газа по радиусу камеры 1The heat exchanger contains a vortex chamber 1 formed by upper and lower end caps 2 and 3, respectively, and a cylindrical guide device for tangential gas injection, made in the form of a radial rim of the blades 4. Chamber 1 is equipped with a device for supplying liquid in the form of centrifugal nozzles 5 uniformly distributed around the perimeter chambers 1. On the covers 2 and 3 axial nozzles 6 and 7 are installed, respectively, of the vapor-gas outlet. Chamber 1 is equipped with two lateral cochlear nozzles-distributors 8 located on opposite sides of chamber 1 and intended to supply gas to the guide vane. Chamber 1 is made with a flow section increasing in the direction from the guide to the nozzles 6 and 7, for which the covers 2 and 3 are profiled in accordance with the required change in the radial velocity of the gas along the radius of the chamber 1

Теплообменник дополнительно содержит установленный в вихревой камере 1 спр мл ющий аппарат, выполненный в виде радиального венца лопаток 9 с входными и выходными кромками, направленными соответственно спутно лопаткам 4 направл ющего аппарата и радиально вихревой камере 1 Внутри спр мл ющего аппарата размещен обтекатель 10 в виде тела вращеQsThe heat exchanger additionally contains a spinning device installed in the vortex chamber 1, made in the form of a radial rim of blades 9 with inlet and outlet edges directed respectively to the blades 4 of the guiding device and the radially vortex chamber 1 Inside the spherical device is a fairing 10 in the form of a body rotate Qs

оabout

ы ы оs are about

СПSP

ни . Торцовые крышки 2 и 3 выполнены со спиральными канавками 11 на внутренней поверхности с направлением спирали в сторону , противоположную лопаткам 4 направл ющего аппарата. Форсунки 5 устройства подвода жидкости выполнены с осью факела капель, направленной по потоку газа. Канавки 11 крышек 2 и 3 выполнены с треугольным сечением, а между соседними витками канавок 11 образован острый гребень треугольного сечени .neither End caps 2 and 3 are made with spiral grooves 11 on the inner surface with the spiral directed in the direction opposite to the blades 4 of the guide vane. The nozzles 5 of the device for supplying a liquid are made with the axis of the torch droplets directed along the gas flow. The grooves 11 of the covers 2 and 3 are made with a triangular cross section, and between the adjacent turns of the grooves 11 there is formed a sharp ridge of a triangular cross section.

Теплообменник работает следующим образом.The heat exchanger operates as follows.

Гор чий газ посредством патрубков- распределителей 8 подают в радиальный венец лопаток 4 направл ющего аппарата тангенциального ввода газа. Далее газ попадает в вихревую камеру 1, где закручиваетс . Посредством форсунок 5 в камеру ввод т жидкость, которую распыливают на капли диаметром не более 500 мкм, и впрыскивают спутно в поток газа с начальной радиальной относительной скоростью, не меньшей 5 м/с и не большей 20 м/с. Капли максимального диаметра удерживают на начальной орбите путем задани их начальной окружной скорости в соответствии с условием радиального равновеси капли. Все параметры жидкости и газа имеют начальные дл вихревого стока значени , а в дальнейшем, по мере испарени капель и их смещени к центру вихревого стока, капли поддерживают в состо нии радиального равновеси путем уменьшени радиальной скорости газа вдоль радиуса вихревого стока . Капли жидкости удерживают в закрученном потоке газа до полного их испарени , что исключает унос капель жидкости в патрубки 6 и 7. При этом газ охлаждаетс и попадает в радиальный венец лопаток 9 спр мл ющего аппарата, где он плавно раскручиваетс и снижает скорость и повышает давление. После спр мл ющего аппарата поток газа посредством обтекател 10 плавно разворачиваетс на 90° и отводитс в патрубки 6 и 7, Спиральные канавки 11 на внутренней поверхности крышек 2 и 3 предотвращают унос жидкости в виде пленок сHot gas is supplied via distributor pipes 8 to the radial rim of the blades 4 of the guide vane of the tangential gas inlet. Next, the gas enters the vortex chamber 1, where it twists. Through nozzles 5, a liquid is introduced into the chamber, which is sprayed onto droplets with a diameter of not more than 500 µm and injected together into the gas stream with an initial radial relative velocity of not less than 5 m / s and not more than 20 m / s. Drops of maximum diameter are kept in the initial orbit by setting their initial peripheral velocity in accordance with the condition of the radial equilibrium of the drop. All parameters of the liquid and gas have initial values for the vortex flow, and further, as the droplets evaporate and move toward the center of the vortex flow, the drops are maintained in a state of radial equilibrium by decreasing the radial velocity of the gas along the radius of the vortex flow. Liquid droplets are held in a swirling gas flow until they are completely evaporated, which eliminates the entrainment of liquid droplets in sockets 6 and 7. At the same time, the gas cools and enters the radial rim of spraying blades 9, where it smoothly unwinds and reduces speed and pressure. After the spraying apparatus, the gas flow through the flap 10 smoothly turns 90 ° and is discharged into the nozzles 6 and 7. The spiral grooves 11 on the inner surface of the covers 2 and 3 prevent the liquid from being carried away in the form of films

этих крышек 2, 3,these covers 2, 3,

Таким образом, в теплообменнике интенсифицирован теплообмен и повышено качество парогаза.Thus, heat exchange is intensified in the heat exchanger and the quality of the vapor gas is improved.

Claims

1. A heat exchanger containing a vortex,

chamber with a fluid supply device formed by a cylindrical guide device for tangential gas injection and end caps

at least one of which is equipped with an axial nozzle for removal of the vapor gas, characterized in that, in order to intensify heat exchange and improve the quality of the vapor gas, the guide vane

made in the form of a radial rim of the blades, the liquid supply device is made in the form of centrifugal nozzles evenly distributed around the perimeter of the vortex chamber, and the latter is made with

a flow area increasing in the direction from the guide to the vapor-gas outlet nozzle.

2. A heat exchanger according to claim 1, wherein it additionally contains a spraying apparatus and a fairing installed in the vortex chamber, the first of which is made in the form of a radial rim of blades with inlet and output edges directed respectively

and the second, in the form of a body of rotation placed inside the spraying apparatus.

3. Heat exchanger according to claims 1 and 2, which is based on the fact that the end caps

made with spiral grooves on the inner surface with the direction of the spiral in the direction opposite to the blades of the guide vane.

jrpv

Editor I. Segl Nick

fig.g

Compiled by L. Andreev Tehred M. Morgenthal

figure 1

ftsg.Z

Proofreader I. Muska