ES2260738T3 - Difusor de flujo y elemento en forma de caldera equipado con un difusor de este tipo. - Google Patents
Difusor de flujo y elemento en forma de caldera equipado con un difusor de este tipo.Info
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Abstract
Difusor de flujo destinado a ser mantenido dentro de un elemento en forma de caldera, generalmente cilíndrico, caracterizado por el hecho de que está constituido o formado por unas placas (1A) espaciadas y alineadas según el eje (Z) de introducción del flujo, comportando o presentando cada placa (1A) una abertura (1B) centrada sobre el eje precitado, siendo estas aberturas de superficies decrecientes en el sentido de progresión del flujo.
Description
Difusor de flujo y elemento en forma de caldera
equipado con un difusor de este tipo.
La invención se refiere a un difusor de
flujo.
Se refiere más particularmente, pero no
exclusivamente, a los difusores de flujo monofásicos o
bifásicos.
Igualmente se refiere al elemento cilíndrico en
forma de caldera, equipado con un difusor.
Especialmente, en el caso de la química o la
petroquímica, a veces es necesario eliminar, de un flujo de gas,
las gotas o las partículas que puede transportar este gas.
Para hacer esto, debe atravesar en este caso, un
elemento de filtración llamado todavía devesiculador o colchón
eliminador, destinado a permitir la separación de las partículas
del flujo de gas.
A este efecto, dentro de un elemento en forma de
caldera globalmente cilíndrico de eje vertical u horizontal, se
coloca el colchón de separación de suerte que el volumen de la
bombona se escinde en dos cámaras.
En una de las cámaras se introduce el flujo de
gas a tratar, que migra hacia la segunda cámara a través del
colchón separador.
Unos medios de recuperación del gas tratado, que
ha atravesado el colchón y unas partículas o gotas retenidas son
evidentemente previstas dentro de cada una de las cámaras.
De manera conocida, la capacidad de tratamiento
de un colchón separador depende especialmente de su extensión.
Su eficacia depende de varios parámetros, de los
cuales el caudal de gas por unidad de superficie.
En efecto, se concibe bien que mas allá de un
cierto valor de caudal, decrece la eficacia de separación del
colchón separador y en este caso éste deja circular gas con unas
gotas.
Para un rendimiento óptimo de la instalación, el
gas que se introduce en la bombona lateralmente según una dirección
radial, con ayuda de un conducto, debe repartirse uniformemente en
el curso de su desplazamiento ascensional para que el caudal por
unidad de superficie, que atraviesa el colchón, se mantenga bajo un
valor predeterminado y/o dentro de una horquilla de trabajo.
Se comprende bien que este gas que proviene de
un conducto de alimentación de sección reducida con respecto a la
sección de la bombona y con una cierta velocidad, no se puede
repartir uniformemente sobre toda la sección de la bombona salvo
alejar desmesuradamente el punto de introducción del gas del
colchón separador o limitar la velocidad del gas cargado.
Evidentemente esto es posible, pero es mucho más
ventajoso fabricar un pequeño depósito que uno grande especialmente
por razón de los imperativos vinculados, por ejemplo, a la presión
que puede reinar en el interior de estos depósitos.
Para paliar este inconveniente, se conoce un
difusor de flujo (WO-A-01/60478),
que comprende unas láminas deflectoras repartidas a lo largo del
eje de introducción del gas, comprendiendo cada lámina una primera
parte que es paralela a este eje de introducción, seguida de una
parte media curvada, que se prolonga por una parte terminal en
ángulo recto de la primera parte. Estas láminas u hojas canalizan
el flujo de gas.
Este tipo de dispositivo es relativamente
complicado de construir y la optimización de los parámetros del
dispositivo es difícil especialmente en razón de las numerosas
superficies, las formas de éstas y el estado de superficie de estas
láminas u hojas.
La invención se propone aportar una solución a
los problemas especialmente indicados anteriormente.
A este efecto, la invención tiene por objeto un
difusor de flujo, caracterizado por el hecho de que está
constituido por placas distanciadas y alineadas según el eje de
introducción del flujo, comportando cada placa una abertura
centrada sobre el eje precitado, siendo estas aberturas de
superficies decrecientes en el sentido de progresión del flujo.
La invención será bien comprendida con la ayuda
de la descripción subsiguiente, realizada a título de ejemplo no
limitativo con respecto a los dibujos que representan
esquemáticamente:
- Figura 1: un difusor de flujo visto en
perspectiva.
- Figura 2: una instalación que comprende un
difusor de flujo visto en sección vertical,
- Figura 3: una visualización modelizada de las
partículas sin difusor,
- Figura 4: una visualización modelizada de las
partículas con el difusor según la invención.
Refiriéndose al dibujo, se ve una instalación
que comprende un difusor de flujo.
Como se puede ver, esta instalación comprende
dentro de una bombona 2 un elemento en forma de caldera, un medio 3
de separación, que debe separar las gotas de fluido dispersas en el
gas que las transporta.
El gas cargado se introduce en la cámara
primaria 4 traído a través de un conducto 5 de alimentación.
La bombona 2 es un cilindro y el conducto 5 de
entrada se encuentra a distancia de la base del cilindro.
Un conducto 6 de recuperación del gas se une a
la segunda cámara situada por encima o más abajo del medio 3 de
separación.
El conducto de alimentación desemboca
radialmente y delante de este conducto de alimentación se sitúa el
difusor enfrente de este conducto.
Este difusor de flujo está destinado a repartir
uniformemente el gas proveniente de la entrada a fin de evitar los
pasos preferenciales y especialmente repartir uniformemente el
perfil de las velocidades de gas, al atacar el medio de
separación.
Está formado por placas 1A distanciadas y
alineadas según el eje Z de introducción del flujo, comportando
cada placa 1A una abertura 1B centrada sobre el eje precitado,
siendo estas aberturas de superficies decrecientes en el sentido de
progresión del flujo.
Las placas son eventualmente cuadradas y cada
abertura es circular.
La sección circular es evidentemente
interesante.
Unos tirantes o espaciadores 1C mantienen las
placas 1A a la separación deseada.
La primera placa está distanciada de la pared
interna de la bombona.
Con este sistema, la envoltura exterior del
flujo de gas que llega con una cierta velocidad, va a tropezar con
los bordes de las aberturas, de suerte que, progresivamente, una
parte del flujo se va a desviar dentro de un plano perpendicular al
eje de introducción.
Por consiguiente, se va a desviar
progresivamente en 360º una parte del flujo que va a crear
torbellinos.
El número de placas, el distanciamiento de éstas
y el tamaño de las aberturas 1A dependen del caudal, de la
dimensión del conducto, del diámetro del cilindro así como de otros
parámetros.
A título de indicación, para un cilindro de un
diámetro de cuatro mil seiscientos milímetros y un diámetro del
conducto de entrada de mil doscientos milímetros, se utiliza un
difusor con siete placas, teniendo el orificio de la placa más
próxima a la entrada un diámetro de mil ciento cuarenta milímetros,
para la cuarta placa un diámetro de ochocientos catorce milímetros
y para la última placa un diámetro de cuatrocientos ochenta y ocho
milímetros.
Así pues, el dispositivo se mantiene por sus dos
extremos por medio de piezas de unión fijadas en la prolongación de
los tirantes o espaciadores y se soporta por uno o dos travesaños
10.
Estos travesaños no modifican más que muy poco
el flujo del gas cargado de partículas.
En la figura 4 se ha representado en sección
vertical a la izquierda la modelización de la repartición del flujo
con un difusor según la invención.
La figura 3 muestra la repartición de las
partículas dentro de una bombona con separador, sin difusor.
Se constata que las partículas de 100 \mum
vienen a dar contra la pared opuesta a la entrada, lo que establece
una concentración del lado de la pared opuesta.
Se ha establecido que la recirculación de las
partículas induce unas zonas heterogéneas, cuya gama, campo o zona
de velocidad queda incluida dentro del intervalo (0,07 -
1,35)m/s.
Así pues se plantean unos problemas.
Se va a describir el difusor según la
invención.
Se constata que existe una mejor repartición de
las partículas en el espacio.
Se constata que las velocidades de las
partículas quedan comprendidas entre 0,38 y 0,66 m/s en definitiva
una reducción de amplitud del 80%.
En conclusión, la utilización del difusor
aporta:
1º) Para la operación de separación gas /
líquido:
- -
- una repartición uniforme de las velocidades de ataque del devesiculador,
- -
- un recentrado de la gama o campo de las velocidades, que convergen hacia la velocidad nominal,
- -
- la utilización de la totalidad de la superficie del devesiculador,
- -
- la posibilidad de aceptar sacudidas en el proceso más importantes.
2º) para los esfuerzos económicos,
- -
- un dimensionamiento inferior del diámetro,
- -
- un dimensionamiento inferior de la distancia de la bombona entre el conducto de alimentación y el devesiculador.
3º) para el medio ambiente:
- -
- una disminución de las vibraciones,
- -
- una disminución del ruido de funcionamiento por la ausencia de impactos sobre la pared opuesta.
Claims (7)
1. Difusor de flujo destinado a ser mantenido
dentro de un elemento en forma de caldera, generalmente cilíndrico,
caracterizado por el hecho de que está constituido o formado
por unas placas (1A) espaciadas y alineadas según el eje (Z) de
introducción del flujo, comportando o presentando cada placa (1A)
una abertura (1B) centrada sobre el eje precitado, siendo estas
aberturas de superficies decrecientes en el sentido de progresión
del flujo.
2. Difusor de flujo según la reivindicación 1
caracterizado por el hecho de que cada abertura es
circular.
3. Difusor de flujo según la reivindicación
primera, caracterizado por el hecho de que unos tirantes o
espaciadores (1C) mantienen las placas (1A) en la separación
deseada.
4. Elemento en forma de caldera equipado con un
medio de separación, caracterizado por el hecho de que
comprende un difusor de flujo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3.
5. Elemento en forma de caldera según la
reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que la
primera placa queda distanciada de la pared interior del elemento
en forma de caldera.
6. Elemento en forma de caldera según la
reivindicación cuarta, caracterizado por el hecho de que el
difusor de flujo se mantiene en sus dos extremos por medio de
piezas de unión fijadas a la prolongación de los espaciadores o
tirantes.
7. Elemento en forma de caldera según la
reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que el
difusor de flujo se soporta mediante uno o dos travesaños
traviesas.
Applications Claiming Priority (2)
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