Насадка пленочного аппарата - SU1733033A1
Код документа: SU1733033A1
Чертежи
Описание
Изобретение относится к насадкам пленочных массообменных аппаратов и может найти широкое применение в химической, микробиологической и других отраслях промышленности .
Известно прямоточное контактное устройство пленочного аппарата, состоящее из контактной трубки, внутри которой размещен турбулизатор в виде цилиндрической пружины из проволоки, парового патрубка и подвижного сепаратора.
Однако это прямоточное устройство имеет низкую производительность по жидкости и большие энергозатраты.
Наиболее близким по технической сущ- ности к предложенной являетря насадка для пленочного аппарата, состоящая из цилиндрической трубки, распределителя жидкости , стакана с продольными выступами и проволочной спирали, установленной на выступах.
Наличие проволочной спирали внутри цилиндрической трубы обеспечивает вращательное движение жидкостной пленки, вызывает центробежную силу, которая при- жимает жидкостную пленку к поверхности трубы и обеспечивает высокую ее работоспособность . Однако в случае нанесения проволочной спирали на наружную поверхность трубы жидкостная пленка, набегая на виток спирали, срывается с него и разбрызгивается , чему способствует центробежная сила, направленная в данном случае от поверхности насадки (см. фиг. 1), что и обуславливает низкую производительность и эффективность.
Целью изобретения является увеличение производительности за счет расширения диапазона устойчивого пленочного течения и эффективности насадки за счет интенсификации перемешивания.
Для достижения указанной цели в насадке пленочного аппарата, состоящей из горизонтальной перегородки, распредели- тельного патрубка и цилиндрической трубы, на поверхности которой выполнены кольцевые выступы в форме усеченного конуса с острой кромкой при вершине, угол наклона образующей конического выступа к гори- зонтали выполнен равным 60-89°, а отношение расстояния между двумя соседними выступами а к высоте выступа h равно ,5-25.
На кольцевых выступах выполнены сквозные прорези; кольцевые выступы выполнены из пластичного материала (например, из резины) и установлены с возможностью перемещения их по длине цилиндрической трубы.
Установлено, что с увеличением высоты выступа возрастает коэффициент массоот- дачи, однако при этом не достигается пленочного течения. Жидкостная пленка, ударяясь о выступ, изменяет свое направление и срывается с поверхности трубы. С целью повышения производительности (расширения диапазона устойчивого пленочного течения, увеличения числа Рейнольдса пленки) и достижения максимальных коэффициентов массоотдачи угол наклона образующей конического выступа к горизонтали выполняется равным 60-89°, что обеспечивает плавное набегание пленки жидкости на поверхность выступа и устраняет срыв части жидкостной пленки с поверхности трубы, снижающий эффективность процесса. В случае выполнения угла наклона более 89° увеличивается расстояние между выступами, что также снижает эффективность массообмена. Диапазон изменения угла наклона зависит от режима движения и физических свойств жидкости.
Обеспечение расстояния между двумя соседними выступами s равного 13,5-25 h обеспечивает максимальную эффективность массообмена (см. фиг. 2).
Выполнение отношения приводит к уменьшению коэффициентов массоотдачи , так как снижается интенсивность перемешивания жидкостной пленки. При достижении соотношения ,5 резко увеличивается число кольцевых конических выступов, выполнение которых и их замена трудоемки.
Наличие на кольцевых выступах сквозных прорезей позволяет части жидкости жидкостной пленки проходить через сквозные прорези, что способствует лучшему перемешиванию , так как это увеличивает число циркуляционных жидкостных вихрей.
Выполнение кольцевых конических выступов из эластичного материала (например , резины) позволяет наносить их на поверхность трубы, а также обеспечивает их перемещение и съем. Это снижает металлоемкость насадки, обеспечивает очистку поверхности , обеспечивает оптимальное соотношение s/h, чем достигается максимальная эффективность.
На фиг. 1 представлена схема срыва жидкостной пленки с поверхности выступа, прототип; на фиг. 2 - зависимость средней толщины жидкостной пленки и коэффициента массоотдачи от s/h; на фиг. 3 - насадка пленочного аппарата; на фиг. 4 - продольные сквозные прорези на поверхности кольцевых конических выступов; на фиг. 5 кольцевые конические выступы, выполненные из эластичного материала.
Насадка пленочного аппарата состоит из горизонтальной перегородки 1, распределительного патрубка 2 и цилиндрической трубы 3, на поверхности которой нанесены кольцевые конические выступы 4, имеющие на своей поверхности сквозные продольные прорези 5.
Диаметр цилиндрической трубы 15- 75 мм. Высота цилиндрической трубы 0,5- 2,0 м. Высота выступа h 1-10 мм. Ширина прорези 3-10 мм.
Насадка пленочного аппарата работает следующим образом.
Жидкость с горизонтальной перегородки 1 поступает в кольцевой зазор, образованный распределительным патрубком 2, а затем в виде сплошного жидкостного кольца стекает по наружной поверхности цилиндрической трубы 3. Поступив на поверхность кольцевых конических выступов 4, часть жидкости поступает в продольные прорези 5, а другая часть плавно обтекает нижнее основание выступа 4, при этом вся жидкость интенсивно перемешивается, что приводит к интенсивному массообмену.
Таким образом, наличие наклона образующей кольцевого конического выступа к
горизонтали, равного 60-89°, выполнение отношения ,5-25 обеспечивает высокую производительность насадки и максимальную эффективность, что в итоге приводит к снижению себестоимости выпускаемого продукта.
Формула изобретения i Насадка пленочного аппарата, включающая горизонтальную перегородку распределительный патрубок, цилиндрическую трубу, на поверхности которой выполнены кольцевые выступы в форме усеченного конуса с острой кромкой при вершине, отличающаяся тем, что, с целью увеличения производительности путем увеличения диапазона пленочного устойчивого течения и эффективности насадки за счет интенсификации перемешивания, угол наклона образующей кольцевого выступа к горизонтали выполнен равным 60-89°Са отношение ра стояния между двумя соседними выступами S к высоте выступа h равно S/h 13,5-25.
2.Насадка по-п. 1, отличающаяся тем, что на кольцевых выступах выполнены продольные сквозные прорези.
3.Насадка по п. 1,отличающаяся тем, что кольцевые выступы выполнены из эластичного материала и установлены с возможностью их перемещения.
Реферат
Изобретение предназначено для проведения тепло-массообменных процессов и может найти применение в химической, микробиологической и других отраслях промышленности . Целью изобретения является увеличение производительности и эффективности . Жидкость с перегородки 1 поступает в кольцевой зазор, образованный распределительным патрубком 2, а затем в виде жидкостного кольца стекает по поверхности цилиндрической трубы 3. Попав на поверхность кольцевых конических выступов 4 часть жидкости поступает в продольные прорези, а другая часть плавно обтекает нижнее основание выступов 4, интенсивно перемешивается и без разбрызгивания и срыва в виде жидкостной пленки стекает. 2 з. п. ф-лы, 5 ил.
Формула
