SU1674950A1

SU1674950A1 - Mass-and-heat exchanger packing

Info

Publication number: SU1674950A1
Application number: SU894736825A
Authority: SU
Inventors: Юрий Петрович Квурт; Леонид Петрович Холпанов; Вадим Петрович Приходько; Владислав Николаевич Бабак
Original assignee: Институт новых химических проблем АН СССР
Priority date: 1989-07-20
Filing date: 1989-07-20
Publication date: 1991-09-07

Abstract

Изобретение относитс к конструкци м регул рной насадки пленочных тепломассо- обменных аппаратов, предназначенных дл использовани в химическом и энергетическом оборудовании. Пакет тепломассооб- менного аппарата набран из вертикальных гофрированных листов 1, изготовленных из сетки и имеющих поперечное профилирование в виде конусообразных выступов 2 с высотой вглубь потока Н и шагом S. причем S/H 7-12. Соседние между собой листы в пакете расположены зеркально и образуют вертикальные каналы, в которых по всей длине установлены интенсифицирующие вставки - завихрители, выполненные в виде спиралей или скрученных лент, причем шаг навивки (закрутки) кратен шагу профилировани листа насадки. 5 ил. сл С сх XI ю сл о Фиг /The invention relates to designs for the regular packing of heat and mass transfer film apparatus intended for use in chemical and power equipment. The package of heat and mass transfer apparatus is made up of vertical corrugated sheets 1, made of mesh and having transverse profiling in the form of cone-shaped protrusions 2 with a height deep into the flow H and a step S. and S / H 7-12. The adjacent sheets in the package are mirrored and form vertical channels in which intensifying inserts — swirlers made in the form of spirals or twisted tapes — are installed along the entire length, and the step of winding (twisting) is a multiple of the step of profiling the nozzle sheet. 5 il. Sl Cf XI th Sl about Figure /

Description

Изобретение относитс к конструкци м регул рной насадки пленочных тепломассо- обменных аппаратов, предназначенных дл использовани в химическом и энергетическом оборудовании.The invention relates to designs for the regular packing of heat and mass transfer film apparatus intended for use in chemical and power equipment.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности и эксплуатационных характеристик аппарата за счет развити поверхности контакта фаз, снижени гидравлического сопротивлени , выравнивани градиентов концентраций и температур в поперечном относительно движени потока направлении и создани поперечной турбулентности .The aim of the invention is to increase the efficiency and operational characteristics of the apparatus by developing the contact surface of the phases, reducing the hydraulic resistance, leveling the concentration gradients and temperatures in the transverse direction relative to the flow direction and creating transverse turbulence.

На фиг,1 изображен лист насадки, план; на фиг.2 - пакет насадки, продольное сечение; на фиг.З - то же, поперечное сечение; на фиг.4 - проставочные элементы в виде спирали; на фиг.5 - проставочные тексты о виде скрученных лент.Fig, 1 shows a sheet of nozzles, the plan; figure 2 - package nozzles, longitudinal section; fig.Z - the same cross-section; figure 4 - spacer elements in the form of a spiral; figure 5 - spacer texts on the form of twisted tapes.

Пакет тепломассообменного аппарата состоит из вертикальных гофрированных листов 1, изготовленных из сетки с эквивалентным диаметром чейки сЬкв 1,5-3 мм. Листы насадки имеют поперечное профилирование в виде конусообразных выступов 2 с высотой вглубь потока Н, расположенное с шагом S, причем соотношение . Профиль выступов 2 в поперечном сечении имеет вид синусоиды с тем же периодом и фазой, что и основной гофр листа 1, но с амплитудой, линейно измен ющейс на шаге S от значени а до а -Н, где а - амплитуды основного гофра.The package of heat and mass transfer apparatus consists of vertical corrugated sheets 1, made of a mesh with an equivalent cell diameter of 1.5–3 mm. Sheets nozzles have a transverse profiling in the form of a cone-shaped protrusions 2 with a height deep into the flow H, located with step S, and the ratio The profile of the projections 2 in cross section has the form of a sinusoid with the same period and phase as the main corrugation of the sheet 1, but with an amplitude that varies linearly in step S from a to a-H, where a is the amplitude of the main corrugation.

Соседние между собой листы 1 в пакете расположены зеркально, т.е. впадины основного гофра образуют вертикальные каналы , и которые направлены выступы и в которые по всей длине установлены интенсифицирующие вставки завихрите- ли, выполненные в виде спиралей 3 или скрученных лент 4.Neighboring sheets 1 in the package are mirrored, that is, the basins of the main corrugation form vertical channels, and which protrusions are directed and into which, along the entire length, intensifying inserts of swirlers are installed, made in the form of spirals 3 or twisted tapes 4.

Так как шаг навивки спирали или закрутки ленточной полости кратен шагу профилировани насадки, то при установке завихрителей в каналы оси фиксируютс между вершинами выступов и образуют жесткую конструкцию пакета насадки дл тепломассообменного аппарата. Этому также способствует выбор угла, равного 30-60°, между продольной осью полоски и направлением взаимно перпендикул рных между собой нитей плетени сетки в ней.Since the step of winding the helix or twist of the tape cavity is a multiple of the nozzle profiling step, when installing the swirlers in the axial channels, they are fixed between the tops of the projections and form a rigid design of the nozzle package for the heat / mass transfer apparatus. This is also facilitated by the choice of an angle of 30-60 ° between the longitudinal axis of the strip and the direction of mutually perpendicular threads of the mesh weave in it.

Изменив диаметр навивки спирали 3 или ширину ленты 4, можно попучить требуемое проходное сечение пакета использу одни и тс же листы насадки Спиральные завихрители обладают меньшим гидродинамическим сопротивлением, чем ленточные , и позвол ют перерабатывать большие материальные потоки.By changing the coiling diameter of the helix 3 or the width of the tape 4, you can get the desired bore of the package using the same sheets of the nozzle. Spiral swirlers have less hydrodynamic resistance than tape ones and allow to process large material flows.

Завихрители изготовлены из сетки с меньшим значением эквивалентного диаметра чейки, чем у сетки, используемой дл листов насадки. Кроме того, в аппарате могут быть использованы как завихрители более сложной формы, так и изготовленные из алюминиевой ленты.The swirlers are made of a mesh with a smaller equivalent cell diameter than the mesh used for the nozzle sheets. In addition, the apparatus can be used as a twist of a more complex shape, and made of aluminum tape.

0В предлагаемом пакете тепломассообменного аппарата распределение потоков происходит следующим образом.In the proposed package of heat and mass transfer apparatus, the distribution of flows occurs as follows.

Жидкость орошает насадку сверху и в виде пленки (сетка, как известно, обладаетThe liquid irrigates the nozzle from above and in the form of a film (the grid, as is known, has

5 хорошей смачиваемостью) стекает по внутренней и внешней поверхност м цилиндрических каналов, образованных смежными листами. Поперечное профилирование относительно движени пленки по внешней5, with good wettability) flows along the inner and outer surfaces of the cylindrical channels formed by the adjacent sheets. Transverse profiling relative to the movement of the film along the outer

0 поверхности канала имеет форму уступа 5, кромка которого вл етс точкой отрыва потока . При этом местоположение точки присоединени потока за уступом зависит от его величины Н и характеризуетс тем, что0 the channel surface has the shape of a shoulder 5, the edge of which is the point of flow separation. In this case, the location of the point of attachment of the flow behind the step depends on its value H and is characterized by the fact that

5 в окрестности этой точки возникают интенсивные турбулентные пульсации. Данное вление способствует перетеканию жидкости на внутреннюю поверхность канала. С другой стороны, пленка жидкости, ко0 тора движетс по внутренней поверхности канала, попада на полочку выступа 2, про- давмиваетс сквозь сетку и поступает на противоположную сторону листа насадки. Наличие выступов и уступов способствует5, intense turbulent pulsations arise in the vicinity of this point. This phenomenon contributes to the flow of fluid to the inner surface of the channel. On the other hand, the film of liquid that moves along the inner surface of the channel, falls on the ledge of protrusion 2, is pressed through the mesh and enters the opposite side of the nozzle sheet. The presence of protrusions and ledges contributes to

5 также подвисанию пленки жидкости и срыву капель с поверхности пленки, т.е. развитию поверхности контакта. Перенос капель за счет закрученного газового потока, создающегос наличием завихрителей, на противо0 положную стенку канала обеспечивает создание требуемой гидродинамической обстановки в объеме канала насадки.5 also causes the liquid film to hang and the drops to fall off the film surface, i.e. development of the contact surface. The transfer of droplets due to the swirling gas flow created by the presence of swirlers to the opposite wall of the channel ensures the creation of the required hydrodynamic situation in the volume of the nozzle channel.

Кроме того, предлагаема форма профил в поперечном сечении выступов 2 сIn addition, the proposed shape of the profile in the cross section of the projections 2 with

5 радиусом кривизны, большим, чем радиус основного гофра, способствует более равномерному распределению жидкости на по- верхности насадки и преп тствует ст гиванию ее в виде струек во впадины5 with a radius of curvature greater than the radius of the main corrugation contributes to a more uniform distribution of the liquid on the surface of the nozzle and prevents it from becoming streamed into the hollows

0 основного продольного рифлени .0 main longitudinal grooves.

Использование регул рной сеточной насадки, выполненной с указанными соотношени ми размеров, позвол ет интенсифицировать процессы тепломассообмена вThe use of a regular mesh nozzle, made with the specified size ratios, allows to intensify the processes of heat and mass transfer in

5 несколько раз в широком интервале изменени нагрузок по фазам.5 several times over a wide range of phase load variations.

Claims

The invention of the invention The package of the nozzle of the heat and mass transfer apparatus, assembled from alternating pro-ducting elements and vertical corrugated sheets of the grid, the corrugations of which are parallel to each other, is distinguished by the fact that. In order to increase the efficiency and performance of the device by developing the contact surface of the phases, reducing the hydraulic resistance, leveling the concentration gradients and temperatures in the transverse direction relative to the flow and creating transverse turbulence, the grid is made with an equivalent cell diameter i 1.5-3 mm and has transverse profiling in the form of cone-shaped protrusions applied with a step along the movement of the main flow equal to 7-12 values of their heights, the profile

protrusions in the plane of the cross section has the form of a sinusoid with the same period and phase as the main corrugation, but with an amplitude linearly decreasing along the corrugation on

at each step of profiling by the magnitude of the protrusion height, the adjacent sheets in the package are mirrored, spacers are made with a twist pitch that is a multiple of the step of profiling the nozzle sheet,

0 are made of mesh strips with weaving in them, located at an angle of 30-60 ° relative to the longitudinal axis of the strip, and installed in vertical channels formed by depressions of the corrugations, mirror

5 located adjacent sheets of nozzles.

five

FIG.

Vuz.3

Fig.Ch

Fig 5