Тепломасообмінний апарат

Реферат: UA 113073 U UA 113073 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до теплоенергетики, а також до хімічної та харчової технологій, і може бути використана для проведення процесів тепломасообміну в киплячому шарі, наприклад, як парогенератор. Корисна модель може використовуватися і на морському транспорті з метою отримання водяної пари як для теплопостачання плаваючого судна, так і для опріснення морської води, як її випарювач. Відомі апарати для проведення процесів тепломасообміну в киплячому шарі, які містять циліндричний корпус, заповнений сипучим матеріалом, з патрубком для вводу газу на псевдорозрідження сипучого матеріалу, і розміщений в корпусі поверхневий теплообмінник. Недоліки цих апаратів полягають в низькій інтенсивності тепломасообміну, що потребує значних розмірів апарата та його поверхневого теплообмінника. Частково ці недоліки усунені в іншому відомому апараті аналогічного призначення. З точки зору інтенсифікації тепломасообміну в аерофонтанному режимі шару сипучого матеріалу, найбільш близьким до запропонованого є цей апарат для проведення процесів тепломасообміну в киплячому шарі, що містить заповнену сипучим матеріалом камеру з отвором для підводу газу і розміщений в камері поверхневий теплообмінник, який має кільцеві горизонтальні, розташовані один над одним колектори з підключеними до них вертикальними теплообмінними елементами, виконаними, наприклад, у вигляді концентричних циліндрів або змійовиків з круглими витками, при цьому в аерофонтанному режимі вісь фонтану співпадає з віссю теплообмінника, а діаметр фонтана дорівнює внутрішньому діаметру теплообмінних елементів і колекторів (а.с. СРСР № 278549, МКВ F26В17/10, від 03.02.1969, автори Михайлик В.Д. і Забродський С.С.). Недолік цього апарата полягає в нерівномірності теплообміну по об'єму апарата, так як найбільш інтенсивний теплообмін забезпечується в центральній зоні фонтана, в аксіальній, вздовж осі апарата. В основу даного технічного рішення поставлено задачу створення такого тепломасообмінного апарата, який міг би працювати при інтенсивному тепломасообміні в аерофонтанному режимі шару сипучого матеріалу, при забезпеченні більш рівномірного процесу по об'єму шару апарата. Поставлена задача вирішується в запропонованому тепломасообмінному апараті, який містить циліндричний корпус, заповнений сипучим матеріалом, з вхідним патрубком для вводу газу (повітря) і розміщений в корпусі поверхневий теплообмінник, який має змійовики з круглими витками, патрубки для вводу і виводу теплоносія, сипучого матеріалу, води і пари, при цьому поверхневий теплообмінник виконаний у вигляді двох послідовно з'єднаних між собою змійовиків - аксіального, з внутрішнім діаметром витків d, рівним 0,1…0,25 від діаметра корпусу D, і периферійного, біля стінки корпусу, з зовнішнім діаметром витків, рівним D, при цьому осі теплообмінників співпадають з віссю корпусу апарата. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому схематично показано запропонований апарат. Апарат містить: корпус 1, заповнений сипучим матеріалом 2, поверхневий теплообмінник з аксіальними змійовиками 3 та периферійними 4, патрубки вводу теплоносія 5 та його виводу 6, патрубки для вводу води 7 та вводу пари 8, бункер 9 для подачі сипучого матеріалу, патрубок 10 для вводу сипучого матеріалу, патрубок 11 для вводу газу (повітря) для псевдорозрідження сипучого матеріалу в аерофонтанному режимі роботи апарата, решітку 12, підтримуючу шар сипучого матеріалу від провалу при виключенні апарата. Апарат працює наступним чином. В корпусі 1 апарата розміщують поверхневі змійовикові теплообмінники - аксіальний 3, в центрі апарата, та периферійний 4, біля стінки корпусу. Через верхню горловину корпусу та бункер 9 завантажують сипучий матеріал 2 у вигляді теплопровідних легких гранул, наприклад алюмінієвих, розміром 2…5 мм, відкривають патрубок 11 і створюють аерофонтанний режим шару гранул продувкою їх повітрям через решітку 12. Через патрубки 5 і 6 відповідно підводять та відводять теплоносій - водяну пару або гаряче повітря, в окремих випадках використовують електронагрів (ТЕН), при достатньому електроопорі змійовиків, для цього змійовики виконують зі спеціального матеріалу. Холодну воду для одержання водяної пари подають через патрубок 7, а водяну пару відводять за допомогою патрубка 8. Для розвантаження сипучого матеріалу з корпусу апарата використовують патрубок 10. Змійовики 3 і 4 мають круглі витки, при цьому аксіальні змійовики 3 виконані таким чином, щоїх внутрішній діаметр витків d становить 0,1…0,25 від діаметра корпусу D, а змійовики 4 мають зовнішній діаметр витків, рівний D. Таке виконання змійовиків, згідно з нашими попередніми дослідами, забезпечує інтенсивний тепломасообмін в аерофонтанному режимі шару гранул, при більш рівномірному тепловому процесі. 60 1 UA 113073 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 1. Тепломасообмінний апарат, що містить циліндричний корпус, заповнений сипучим матеріалом, з вхідним патрубком для вводу газу, і розміщений в корпусі поверхневий теплообмінник, який має змійовики з круглими витками, патрубки для вводу теплоносія, сипучого матеріалу, води і пари, який відрізняється тим, що поверхневий теплообмінник виконаний у вигляді двох послідовно з'єднаних між собою змійовиків - аксіального, з внутрішнім діаметром витків d=0,1…0,25 від діаметра корпусу D, і периферійного, біля стінки корпусу, із зовнішнім діаметром витків, рівним D. 2. Тепломасообмінний апарат за п. 1, який відрізняється тим, що осі теплообмінників співпадають з віссю корпусу апарата. Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2