DE373051C

DE373051C - Verfahren zum Bemessen und Verteilen einer zu kuehlenden oder zu kondensierenden Fluessigkeit ueber eine kuehlende Oberflaeche

Info

Publication number: DE373051C
Application number: DEA31948D
Authority: DE
Original assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Publication date: 1923-04-07

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Wärmeaustausch bei überall gleicher und höchster Wärmebelastung der Austauschflächen. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß die zu kühlende oder zu kondensierende Flüssigkeit ionisiert und unter den Einfluß eines elektrischen Feldes gestellt wird, dessen Einwirkung sie gegen die Kühlfläche schleudert. .So wird es möglich, die zu behandelnde Flüssigkeit beliebig und gleichmäßig über die Kühlfläche zu verteilen und diese so überall aufs höchste zu belasten.

Das Ionisieren kann abhängig oder unabhängig von der Erzeugung des elektrischen Feldes geschehen. Die Kühlfläche kann von einem Metall oder irgendeinem anderen StorT gebildet werden, der die Wärme zu übertragen oder aufzunehmen geeignet ist. Sie kann auch einfach durch die Grenzfläche zwischen der kühlenden und der zu kühlenden oder zu kondensierenden Flüssigkeit gebildet werden, indem durch geeignete Anordnung eine freie Oberfläche der kühlenden Flüssigkeit zu dieser Grenzfläche gemacht wird. Die kühlende Flüssigkeit kann entweder eine fremde oder ein Teil der gekühlten oder kondensierten Flüssigkeit sein.

Die beiliegende Zeichnung bezieht sich auf Ausführungsbeispiele des Verfahrens, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.

Abb. ι stellt schematisch eine \orrichtung dar, die imstande ist, eine Flüssigkeit zu ionisieren und mittels eines elektrischen Feldes gegen eine Kühlfläche zu schleudern. Ein Rohr α von passender Form und Größe trägt an einem Ende einen Einlaßstutzen b, . durch den die der Behandlung zu unterwerfende Flüssigkeit eingeführt wird. Das Rohr a ist in einem dazu konzentrischen Rohr c befestigt. Der freie Raum zwischen den beiden Rohren wird von der kühlenden Flüssigkeit in bestimmtem Sinne durchflossen. Gegenüber dem Einlaßstutzen b wird ein Stab d in das Innere des Rohres α eingeführt und gegen i den Einlaßstutzen und das Rohr elektrisch isoliert. Stab d und Rohr α (oder ein an ihm an geeignetem Ort angebrachter Leiten sind mit den Polen einer Gleichstroni- oder einer mit gleichbleibendem Vorzeichen pulsierenden Stromquelle von passender Spannung verbunden. Das Rohr α ist geerdet. Sobald der Spannungsabfall im Innern des Rohres α dazu genügt, tritt eine Glimmentladung ein, ausgehend vom Stab (/, der die Teilchen der dem Prozeß unterworfenen Flüssigkeit ionisiert. Da diese Teilchen in einem elektrischen Felde liegen, werden sie unter dessen Einwirkung gegen das Rohr a, das ist aber die Kühlfläche, geschleudert.

Indem man das Rohr α und den Stab d 6« geeignet formt und den Spannungsabfall entsprechend hemißt, kann man die Verteilung und die Stücke des elektrischen Feldes so ändern, daß die zu kühlende Flüssigkeit gleichmäßig verteilt auf die Kühlfläche geschleudert wird und deren Wärmebelastung so überall die maximale wird.

In dem hier gezeichneten Ausführungsbeispiel ionisiert das elektrische Feld selbst die Flüssigkeit, die es nachher nach der 7" Kühlfläche schleudert. Man kann aber auch andere Verfahren für das Ionisieren einschlagen, z. B. unter Anwendung von Röntgenstrahlen, und dann für die Förderung und die A'erteilung ein besonderes elektrisches Feld benutzen.

Die Glimmentladung, die im obigen Beispiel vom Stab d ausgehend gedacht ist, der im Innern des Rohres α steht, kann auch von irgendeinem andern. Leiter außerhalb des Rohres α her stattfinden. Die kühlende Flüssigkeit durchfließt dann das Rohr a.

Die dem Prozeß zu unterwerfende Flüssigkeit kann unter Atmosphärendruck oder unter jeder beliebigen kleineren oder größeren Pressung eingeführt werden.

Das Verfahren, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, kann vorteilhaft auch

mit einem Verfahren vereinigt werden, bei welchem die Wärmeübertragung zwischen einer Flüssigkeit und einer Kühlfläche durch Steigerung der relativen Geschwindigkeit

. 5 vermehrt und die vergrößerte Geschwindigkeit nachher in Druck zurückverwandelt wird.

Zu diesem Zweck ist das Rohr c (Abb. 2) an den beiden Enden e und h durch allmähliehe Erweiterung auf einen verhältnismäßig großen Durchmesser gebracht. Die kühlende Flüssigkeit wird in ungefähr tangentialer Richtung in die Volute e eingeführt. Sie durchfließt sie in einer Bewegung, die sich in eine Meridionale und in eine um die Achse des Apparates drehende Komponente zerlegen läßt. Da sich die Bahnen der Flüssigkeitselemente entsprechend der Gehäuseform nach und nach der Achse des Apparates, die zugleich Drehachse der Strömung ist, nähern, vergrößert sich die Geschwindigkeit auf Kosten des absoluten Druckes, und die kühlende Flüssigkeit tritt in den engsten Raum a und c mit bedeutend erhöhter Geschwindigkeit ein. Ihre kühlende Wirkung, während sie dem Rohr α entlangfließt, ist dadurch bedeutend erhöht. Nach Durchfließen des engsten Teiles gelangt die kühlende Flüssigkeit in die Austrittsvolute, die sie in bezug auf die Eintrittsvolute e in entgegengesetztem Sinne durchströmt und dabei ihre Geschwindigkeit auf den normalen Betrag verzögert, sie in Druck zurückverwandelnd. Aus der Volute h tritt die Flüssigkeit tangential aus, mit einer Geschwindigkeit von der gleichen Größenordnung wie die Geschwindigkeit beim Eintritt in den Apparat und mit nur wenig, vermindertem Druck. Die Differenz zwischen Eintritts- und Austrittsdruck entspricht dem gesamten Energieverlust der Strömung durch den Apparat.

Gibt man (nach Abb. 3) der kühlenden Flüssigkeit in der Eintrittsvolute (hier mit h bezeichnet) eine genügende Drehungsgeschwindigkeit, so haftet sie fließend an der Wandg-, die kegelförmig oder zylindrisch sein kann. Das Rohr α besteht in diesem Fall nur aus dem kurzen Eintrittsstutzen, und die zu kühlende oder zu kondensierende Flüssigkeit tritt, nachdem sie diesen durchlaufen hat, in unmittelbare Berührung mit der umgebenden Kühlflüssigkeit, gegen die sie geschleudert wird. Beide Flüssigkeiten zusammen werden dann von der Austrittsvolute c aufgenommen, wo wiederum die erhöhte Drehgeschwindigkeit in Druck zurückverwandelt wird.

Da naturgemäß jeder von den hier beschriebenen Vorrichtungen einzeln eine begrenzte Leistungsfähigkeit hat, wird eine für Betriebszwecke gebaute Vorrichtung nach Bedarf aus einem oder mehreren solchen Einheiten zusammengesetzt. Diese Einheiten können unter sich von gleicher oder verschiedener Art sein. Man kann auch für einige von ihnen als kühlende Flüssigkeit einen Teil des schon aus dem Arbeitsgang gewonnenen Kondensates verwenden, um dieses dabei zu erwärmen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zum Bemessen und Verteilen einer zu kühlenden oder zu kondensierenden Flüssigkeit über eine kühlende Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnde Flüssigkeit ionisiert und unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes gestellt wird, das sie gleichmäßig auf die Kühlfläche schleudert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kühlende Flüssigkeit neben ihrer fortschreitenden Bewegung eine Drehbewegung erhält und einem passend geformten Gehäuse zügeführt wird, in dem sie beim Eintreten sich der Achse ihrer Drehung nähert, dadurch ihre Geschwindigkeit auf Kosten des absoluten Druckes vergrößernd, um die Wärmeübertragung zwischen Flüssigkeit und Gefäßwand zu verbessern, beim Austreten sich wieder von der Drehachse entfernt, unter Verzögerung der Drehgeschwindigkeit, um den beim Eintreten in Geschwindigkeit umgesetzten Druck wiederzugewinnen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kühlende Flüssigkeit mit einer bestimmten Drehgeschwindigkeit in einen geeigneten Apparat geleitet wird, den sie durchfließt, indem sie sich der Achse ihrer Drehung nähert, wodurch ihre Geschwindigkeit auf Kosten des absoluten Druckes zunimmt, wobei die Drehgeschwindigkeit der Flüssigkeit so groß werden soll, daß diese fließend an der äußern Wand haftet und nach der Drehachse zu eine freie Oberfläche bildet, so daß die innere Gefäßwandung weggelassen werden kann und die zu behandelnde Flüssigkeit von der Gegend der Drehachse her direkt in die sie umkreisende Kühlflüssigkeit geschleudert werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.