DE1601110C3

DE1601110C3 - Verfahren zur Kondensation einer Zweiphasenströmung

Info

Publication number: DE1601110C3
Application number: DE19671601110
Authority: DE
Inventors: Eugen Dipl Ing 1000 Ber Im Klein
Original assignee: Radebold, Reinhart, Dr Ing, 1000 Berlin
Priority date: 1967-07-29
Filing date: 1967-07-29
Publication date: 1978-01-12

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kondensation einer Zweiphasenströmung gemäß dem -r· Oberbegriff des Patentanspruchs.

In der CH-PS 40 687 ist ein Verfahren zur Kondensation gasförmiger Anteile in einer aus einer flüssigen und einer gasförmigen Phase bestehenden Zweiphasenströmung beschrieben, wobei die Zweipha- v> senströmung in einer Kondensationskammer von einem frei fliegenden Flüssigkeitsmantel, der Wärme aus der Zweiphasenströmung aufnimmt, umgeben wird, der aus dem gleichen Stoff wie die gasförmige Phase besteht und durch eine in sich geschlossene ringförmige .'S Schlitzdüse austritt, die die Zweiphasenströmung umgibt.

Die CH-PS 40 687 betrifft einen Mischkondensator, der dazu dient, einen abgearbeiteten, d. h. bereits entspannten Dampfstrom aus gesättigtem Dampf mit 4^U Luftbeimischung zu kondensieren, und zwar so, daß die beigemengte Luft auf einem möglichst hohen Druck durch eine Pumpe abgesaugt werden kann. Die in dem Dampfstrom noch vorhandene restliche kinetische Energie soll, soweit sie noch vorhanden ist, vernichtet AS werden. Die Ausbildung einer speziellen Flüssigkeitslamelle wäre dabei sinnlos, da es auf die möglichst vollständige Durchmischung der zugeführten kalten Flüssigkeiten mit dem zu kondensierenden Dampf ankommt. ^⁰

Bei der Auslegung von thermodynamischen Kreisläufen tritt häufig die Forderung auf, den gasförmigen Anteil einer aus Flüssigkeitstropfen und Gasblasen bestehenden Zweiphasenströmung zu kondensieren. Eine Zweiphasenströmung dieser Art kann beispielsweise bei einem MHD-Kreislauf vorliegen, wenn die flüssige und die gasförmige Phase nebeneinander bestehen, wobei im allgemeinen kein thermodynamisches Gleichgewicht herrscht. Dient der MHD-Kreislauf dazu, in einem MHD-Generator kinetische Energie in elektrische Energie umzusetzen, so ist es erforderlich, vor dem Eintritt der Zweiphasenströmung in den M H D-Wandler, also vor dem eigentlichen Arbeitsprozeß, die gasförmige Phase möglichst weitgehend zu kondensieren und dabei die Verluste an kinetischer Energie möglichst gering zu halten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kondensation gasförmiger Anteile in einer Zweiphasenströmung vor einem Arbeitsprozeß unter geringeren Reibungsverlusten zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiis des Patentanspruchs gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sei näher erläutert. In der Figur weist die Kondensationskammer ί eine öffnung 2 für den Eintritt der Zweiphasenströmung auf. Durch die ringförmige Schlitzdüse 3 tritt ein Flüssigkeitsstrahl 4 mit hoher Geschwindigkeit in die Kondensationskammer ein. Dabei bildet sich der Flüssigkeitsmantel 5 aus. Die Strömungsrichtung der Zweiphasenströmung ist durch den Pfeil 6 angedeutet. In dem vorliegenden Beispiel liegt die Zweiphasenströmung im Strömungskanal 7 als überhitzte Flüssigkeit vor. In der konvergent-divergenten Düse 8 bilden sich bei der Entspannung zunächst Gasblasen in der Flüssigkeit aus. Diese wachsen schnell und zerreißen die Flüssigkeit in Tropfen, die vom expandierenden Gas beschleunigt werden.

Zur Bildung des Flüssigkeitsmantels 5 kann ein Teil der Flüssigkeit im unterkühlten Zustand über den Strömungskanal 9 der Schlitzdüse 3 zugeleitet werden. Da Turbulenz zu Instabilitäten des Mantels führen kann, sind in dem Kanal 9 gegebenenfalls noch Laminarisierungsmittel, wie der Gleichrichter 10 und das Sieb 11 angeordnet. Nach der Kondensation in dem von dem Mantel eingeschlossenen Raum wird am Eintritt der Düse 12 zum nachgeschalteten Arbeitsprozeß eine Strömung erhalten, die überwiegend nur noch eine flüssige Phase, bestehend aus der Kühlflüssigkeit und dem Kondensat, und das Gas aufweist. 13 ist eine die Schlitzdüse 3 umgebende Ringdüse zur Einführung des verdichteten Gases.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

16 Ol 1

Patentanspruch:

Verfahren zur Kondensation einer Zweiphasen-(Flüssigkeits-Dampf-)Strömung in einem Mischkondensator, mit einer ringförmigen Schlitzdüse, aus der die Kühlflüssigkeit in einem frei liegenden Flüssigkeitsmantel, der den Zweiphasenstrahl umschließt, austritt, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsmantel im wesentlichen laminar ausge- ι ο bildet ist und erst in seinem letzten Teil turbulent wird und daß der Flüssigkeitsstrahl durch eine über eine die Schlitzdüse umgebende Ringdüse eingeführte verdichtete Gasströmung stabilisiert und in eine konvergierende Form gebracht wird und daß das i; Kondensat zusammen mit der Flüssigkeit und dem Gas über eine Düse einem nachgeschalteten Arbeitsprozeß als hochenergetischcr Strahl hoher Geschwindigkeit zugeführt wird.