Насадка для контактного тепломасообмінного апарата

Винахід відноситься до галузі енергомашинобудування, а також може бути використаний у хімічній, нафтохімічній та харчовій промисловості. В якості аналога прийнята насипна насадка контактного тепломассообмінного апарату, наприклад із кілець Рашига або інших елементів, тепломассообмін в якій здійснюється при контакті газової та рідкої фаз при їх р усі у з устрічних напрямках [Див. Бакластов A.M., Горбенко В.А., Удыма П.Г., Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломасообменных установок. - Москва.: Энергоиздат, 1981.325с.) Недолік такої насадки заключається в тому, що більша частина її об’єму зайнята кільцями або іншими елементами, які розташовуються у безладний спосіб і утворюють сітку ломаних каналів, по яких протікають у зустрічних напрямках газ і рідина. При цьому кожен із потоків намагається. Зайняти весь переріз каналу. В зв'язку з цим вільний переріз каналу для проходу газу постійно змінюється, що приводить до зростання його місцевої швидкості. Це утворює умови захлинання насадки при низьких швидкостях газового потоку на її вході. Крім того, такі насадки володіють великим аеродинамічним опором. В якості аналога прийнята насадка контактного тепломасообмінного апарату, яка складається із плоских і гофрованних сітчати х листів, що чергуються, стикаються між собою так, що частина виступів го фрованного листа утворює з плоским зазор [див. авторське свідоцтво СРСР №1562022 кл.В 01 J 19/30]. Недолік такої насадки складається в тому, що стікання рідини відбувається з усієї нижньої частини листа. З-за цього по всьому його зрізу, в зв'язку з існуванням сил поверхневого натягу рідини і аеродинамічного підпору, утворюємого газовим потоком, створюється потовщений шар рідини еліпсної форми, котрий по мірі накопичення і зростанням, в зв'язку з впливами сили гравітації розривається, утворюючи капельну структур у і відриваються. Разом з тим утворюванні на зрізах листів потовщені шари рідини завалюють переріз насадки, що призводить до зростання місцевої швидкості газового потоку, відриву і винесіння ним рідини. При цьому різко зростає і опір насадки. У винаході вирішується задача створення конструкції вихідних зрізів плоских і гофрованних листів насадки, які забезпечують змінювання структури потока стікаючої рідини під впливом сил поверхневого натугу і перерозподілу аеродинамічних та гравітаційних сил. Поставлена задача вирішується тим, що насадка контактного тепломассообмінного апарату, яка складається із шарів набраних в прямокутник або рулон, кожний з яких включає послідовно розташовані гладкі та гофрованні сітчасті листи які стикаються між собою так, що частина виступів гофрованного листа утворює з гладкими зазор, згідно винаходу нижний зріз листів виконаний зубчастим. Нова сукупність суттєви х ознак відсутня у відомих те хнічних рішеннях і дозволяє змінити структур у потоку стікаючої рідини і тим самим зменшує дію на нього аеродинамічних сил поверхневого натягу і збільшує дію гравітаційних сил, що суттєво підвищує критичну швидкість (швидкість, при котрій починается захлинання) набігаючого газового потоку, і відповідно, збільшує тепломасопереніс при одночасному зменшенню маси і габаритів контактного тепломасообмінного апарату. На Фіг. зображена насадка в аксонометрії. Насадка складається із шарів 1, котрі включають послідовно разташовані гладкий сітчатий лист 2 і гофрованний сітчатий лист 3, які стикаються між собою так, що частина виступів гофрованного сітчастого листа 3 утворюють з гладким сітчастим листом зазор. Нижні зрізи гофрованних сітчасти х листів 3 і гладких сітчастих листів 2 виконані зубчастими. Робота контактного тепломасообмінного апарату з пропонуємою насадкою здійснюється наступним чином: рідина в розпиленому виді подається в верхню частину насадки, розтікається по поверхні каналів, утворюваних плоскими сітчастими листами 2 і гофрованними сітчастими листами 3, і, зтікаючи у вигляді плівки в нижню частину апарату, взаємодіє з газовим потоком, котрий рухається в протилежному напрямку. При досягненні зубчастої стр уктури листів структура рідинної плівки починає змінюватись. Із суцільної спочатку вона ділиться на окремі плівочні ділянки, котрі по мірі просування до вершини зубців усе більше звужуються і, накінець, при досягненні вершини зубців перетворюються в струмені, котрі, підвисаючи на зубцях, утворюють каплі. По мірі наростання останніх збільшується їхня питома маса (маса на одиницю поверхні), в наслідок чого вони переборюючи силу поверхневого натягу рідини і силу аеродинамічного підпору, утворюємого набігаючим газовим потоком, відриваються і залишають насадку. Таким чином, на кінцях зубців концентрується вся рідина, яка подана на верхній переріз насадки, в той час як більша частина нижнього її переріза звільняється від присутності та м стікаючої рідини. Обидва ці фактори суттєво полегшують входження одного в інший зустрічно рухаючи хся потоків рідини і газу і, тим самим, значно підвищують критичну швидкість та, відповідно, дозволяють збільшити робочу швидкість газового потоку. Остання збільшує коефіцієнт тепло-і масоовіддачі в насадці і одночасно зменшує габарити і масу тепломасообмінного аппарату. Проведеними експериментальними дослідами встановлено, що критична швидкість газового потоку, а відповідно і робоча швидкість збільшується на 30-31%, а коефіцієнт теплоовіддачі - на 22-25%. Таким чином, порівняно з прототипом, запропоновано конструкція насадки дозволяє суттєво підви щити робочу швидкість газового потоку, що суттєво підвищує її ефективність і зменшує її переріз і висоту при одночасному зниженні опору. Все це зменшує масогабаритні характеристики і вартість контактного тепломасообмінного апарату, приблизно, на 32-34%.