RU176732U1 - Кавитационно-вихревой теплообменник - Google Patents
Кавитационно-вихревой теплообменник Download PDFInfo
- Publication number
- RU176732U1 RU176732U1 RU2017113871U RU2017113871U RU176732U1 RU 176732 U1 RU176732 U1 RU 176732U1 RU 2017113871 U RU2017113871 U RU 2017113871U RU 2017113871 U RU2017113871 U RU 2017113871U RU 176732 U1 RU176732 U1 RU 176732U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- vortex
- cavitation
- solution
- steam
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
- F28C3/00—Other direct-contact heat-exchange apparatus
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к вихревым теплообменным аппаратам, которые могут использоваться для нагрева жидкостей (в том числе загрязненных) на предприятиях химической и целлюлозно-бумажной промышленности, в частности для нагрева черного щелока перед его подачей в выпарной аппарат.Кавитационно-вихревой теплообменник, предназначенный для нагрева раствора паром, содержит подводящее устройство для подвода пара, вихревую циклонную камеру, снабженную тангенциальными патрубками для подвода потока нагреваемого раствора, в которой установлено лопаточное устройство, причем в нем дополнительно предусмотрен спиральный стабилизатор потока с отводящим устройством для отвода потока нагретого раствора из теплообменника.Использование заявляемой полезной модели позволяет обеспечить стабилизацию потока нагретого раствора на выходе из вихревой циклонной камеры и снижение зарастания теплообменных поверхностей аппарата.
Description
Область техники
Полезная модель относится к вихревым теплообменным аппаратам, используемым для нагрева жидкостей (в том числе загрязненных) на предприятиях химической и целлюлозно-бумажной промышленности.
Заявляемая полезная модель может использоваться для нагрева черного щелока, образующегося при получении целлюлозы в ходе сульфатного процесса, перед его подачей в выпарной аппарат, или других видов растворов.
Уровень техники
Известен центробежно-вихревой теплообменник (см. патент РФ № 2435120, опубл. 27.11.2011), имеющий корпус круглого сечения, с торцевыми крышками, внутри которого имеются входная камера раствора, вихревая камера тепломассообмена, выходная камера, имеющая подводящий и отводящий патрубки раствора, как минимум одна паровая камера вокруг вихревой циклонной камеры тепломассообмена, с подводящим паропроводом, с тангенциальными соплами, соединяющими паровую камеру с камерой тепломассообмена, по оси вихревой циклонной камеры тепломассообмена и выходной камеры установлен цилиндр меньшего диаметра, выполненный сплошным или в виде трубы.
Вышеописанный теплообменник принят в качестве прототипа.
Однако известному техническому решению присущи следующие недостатки.
В известном центробежно-вихревом теплообменнике происходит увеличение давления нагреваемого раствора, что требует большого количества пара для создания эффекта эжекции, то есть соотношение пар/раствор должно быть достаточно высоким.
Кроме того, в упомянутом устройстве не обеспечивается стабилизация потока раствора на выходе из вихревой циклонной камеры, что не позволяет добиться равномерного распределения скоростей при движении потока, избежать вспенивания и возникновения гидроударов в зоне за теплообменным аппаратом.
Более того, в известном теплообменном аппарате не предусмотрено использование эффекта кавитации для предотвращения зарастания теплообменных поверхностей. В известном техническом решении наоборот, предусмотрены меры, направленные на уменьшение шума, возникающего при контакте пара с жидкостью, и кавитации.
Раскрытие полезной модели
Технической проблемой, на решение которой направлена данная полезная модель, является усовершенствование конструкции вихревого теплообменного аппарата, которое обеспечит стабильный нагрев раствора до заданной температуры и позволит избежать вспенивания потока раствора на выходе из аппарата, предотвратить возникновение гидроударов в зоне за аппаратом, а также снизить зарастание теплообменных поверхностей аппарата.
Техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемой полезной модели, является усовершенствование конструкции, обеспечивающее стабильный нагрев раствора до заданной температуры.
Указанная техническая проблема решается, а заявленный технический результат достигается благодаря конструкции кавитационно-вихревого теплообменника для нагрева раствора паром, содержащего подводящее устройство для подвода пара, вихревую циклонную камеру, снабженную тангенциальными патрубками для подвода потока нагреваемого раствора, в которой установлено лопаточное устройство. После ввода раствора в аппарат и его смешения с паром в кавитационно-вихревой камере, в теплообменнике предусмотрен спиральный стабилизатор потока с отводящим устройством для отвода потока нагретого раствора из теплообменника.
Спиральный стабилизатор потока обеспечивает равномерное движение потока раствора на выходе из вихревой циклонной камеры, позволяет избежать его вспенивания и возникновения гидроударов в зоне за теплообменным аппаратом.
Кроме того, схлопывание пузырьков воздуха и других кислородсодержащих газов в вихревой камере аппарата приводит к выделению озона, который является сильным окислителем для органических соединений, которые могут присутствовать в нагреваемом растворе, что в свою очередь позволяет снизить зарастание теплообменных поверхностей аппарата.
В предпочтительном варианте выполнения полезной модели лопаточное устройство содержит две кавитирующих лопатки.
Кавитирующие лопатки могут быть полыми и содержать отверстия для прохода пара. Количество и площадь отверстий определяются гидравлическим расчетом.
Кавитирующие лопатки следует располагать под углом, обеспечивающим полное смешение щелока с паром, который может составлять около 15°.
Спиральный стабилизатор потока выполнен в виде улитки. Аналогичная конструкция улитки раскрыта в патенте РФ № 2132517 (опубл. 27.06.1999).
К вихревой циклонной камере подведено два патрубка для подвода потока нагреваемого раствора.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется следующими сопроводительными чертежами, на которых:
На Фиг. 1. Показан общий вид заявляемого кавитационно-вихревого теплообменнике.
На Фиг. 2 показано поперечное сечение вихревой циклонной камеры теплообменника, изображенного на Фиг. 1.
На Фиг. 3 показан пример конструкции спирального стабилизатора потока.
Кавитационно-вихревой теплообменник (Фиг. 1) содержит вихревую циклонную камеру 1 и спиральный стабилизатор 2 потока.
Вихревая циклонная камера 1 представляет собой цилиндр с двумя тангенциальными вводами 3 для раствора.
Как видно на Фиг. 2, внутри вихревой циклонной камеры установлены две полые кавитирующие лопатки 4 с отверстиями для прохода пара. Кавитирующие лопатки расположены под углом 15° к набегающему потоку раствора.
Спиральный стабилизатор 2 потока представляет собой улитку, аналогичную раскрытой в патенте РФ № 2132517 (опубл. 27.06.1999, но имеющую конструктивные отличия, связанные с упрощением технологии изготовления данного элемента. Пример конструкции улитки, используемой в заявляемом теплообменнике, показан на Фиг. 3.
Подвод греющего пара к теплообменному аппарату от паровой системы осуществляется по подводящему устройству 5. Отвод потока нагретого раствора из улитки в трубопровод осуществляется по отводящему устройству 6.
В кавитационно-вихревом теплообменном аппарате, показанном на Фиг. 1, предусмотрены патрубки, расположенные в самой нижней и в самой верхней точках - воздушный 7 и дренажный 8, которые позволяют отводить газы, выделяющиеся при нагревании раствора в режиме кавитации, снижать давление до атмосферного и полностью осушать теплообменник.
Кроме того, на верхней крышке теплообменного аппарата может быть установлен предохранительный клапан 9, позволяющей снижать давление в корпусе.
Кавитационно-вихревой теплообменник вышеописанной конструкции может использоваться для нагрева черного щелока, представляющего собой побочный продукт целлюлозного производства, перед его подачей в выпарной аппарат, или иных растворов. Нагрев может производиться до температуры на 3-5°С ниже температуры кипения в выпарном аппарате.
Работа теплообменного аппарата далее будет показана на примере нагрева черного щелока.
Черный щелок поступает в вихревую циклонную камеру 3 по двумя тангенциальными вводами для раствора с давлением около 2-2,5 кгс/см2 и температурой 70°С.
Греющий пар от паровой системы с давлением 3-4 кгс/см2 и температурой 140°С поступает через подводящее устройство 5 в полые кавитирующие лопатки 4 и через отверстия в лопатках попадает в вихревую циклонную камеру 3.
Далее нагретый щелок поступает в спиральный стабилизатор 2 потока, а из него через отводящее устройство 6 по трубопроводу подается в выпарной аппарат.
Claims (6)
1. Кавитационно-вихревой теплообменник для нагрева раствора паром, содержащий подводящее устройство для подвода пара, вихревую циклонную камеру, снабженную тангенциальными патрубками для подвода потока нагреваемого раствора, в которой установлено лопаточное устройство, отличающийся тем, что в нем дополнительно предусмотрен спиральный стабилизатор потока с отводящим устройством для отвода потока нагретого раствора из теплообменника.
2. Кавитационно-вихревой теплообменник по п.1, отличающийся тем, что лопаточное устройство содержит две кавитирующих лопатки.
3. Кавитационно-вихревой теплообменник по п.2, отличающийся тем, что кавитирующие лопатки являются полыми и содержат отверстия для прохода пара.
4. Кавитационно-вихревой теплообменник по п.2, отличающийся тем, что кавитирующие лопатки расположены под углом, который составляет 15° по отношению к набегающему потоку раствора.
5. Кавитационно-вихревой теплообменник по п.1, отличающийся тем, что спиральный стабилизатор потока выполнен в виде улитки.
6. Кавитационно-вихревой теплообменник по п.1, отличающийся тем, что содержит два патрубка для подвода потока нагреваемого раствора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017113871U RU176732U1 (ru) | 2017-04-21 | 2017-04-21 | Кавитационно-вихревой теплообменник |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017113871U RU176732U1 (ru) | 2017-04-21 | 2017-04-21 | Кавитационно-вихревой теплообменник |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU176732U1 true RU176732U1 (ru) | 2018-01-25 |
Family
ID=61024448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017113871U RU176732U1 (ru) | 2017-04-21 | 2017-04-21 | Кавитационно-вихревой теплообменник |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU176732U1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2303224C2 (ru) * | 2003-11-28 | 2007-07-20 | Борис Алексеевич Зимин | Установка для контактного нагрева воды паром |
| RU2415350C1 (ru) * | 2010-01-11 | 2011-03-27 | Михаил Григорьевич Коврижкин | Кавитационно-вихревой теплогенератор |
| RU2435120C2 (ru) * | 2010-02-10 | 2011-11-27 | Борис Алексеевич Зимин | Центробежно-вихревой тепломассообменник (цвт) |
| RU124375U1 (ru) * | 2012-04-17 | 2013-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ФГБОУ ВПО "ВятГУ") | Конденсатор теплофикационной паровой турбоустановки |
| RU2534198C9 (ru) * | 2012-12-26 | 2015-01-20 | Юрий Семенович Потапов | Способ и устройство для получения тепловой энергии |
-
2017
- 2017-04-21 RU RU2017113871U patent/RU176732U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2303224C2 (ru) * | 2003-11-28 | 2007-07-20 | Борис Алексеевич Зимин | Установка для контактного нагрева воды паром |
| RU2415350C1 (ru) * | 2010-01-11 | 2011-03-27 | Михаил Григорьевич Коврижкин | Кавитационно-вихревой теплогенератор |
| RU2435120C2 (ru) * | 2010-02-10 | 2011-11-27 | Борис Алексеевич Зимин | Центробежно-вихревой тепломассообменник (цвт) |
| RU124375U1 (ru) * | 2012-04-17 | 2013-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ФГБОУ ВПО "ВятГУ") | Конденсатор теплофикационной паровой турбоустановки |
| RU2534198C9 (ru) * | 2012-12-26 | 2015-01-20 | Юрий Семенович Потапов | Способ и устройство для получения тепловой энергии |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106139944B (zh) | 蒸汽混合器 | |
| JP6427815B2 (ja) | 過熱低減装置および過熱低減方法 | |
| RU176732U1 (ru) | Кавитационно-вихревой теплообменник | |
| CN104815569A (zh) | 液气混合器及采用这种混合器的气液回收装置 | |
| CN205145620U (zh) | 一种多用型液氨蒸发器 | |
| CN104196769B (zh) | 一种环保型多通道射水抽气器 | |
| CN106268404B (zh) | 蒸汽混合器 | |
| CN206027481U (zh) | 蒸汽混合器 | |
| CN104211087A (zh) | 一种高浓度氨水制配系统及其制备工艺 | |
| CN207702116U (zh) | 一种液氯汽化系统 | |
| RU2537108C1 (ru) | Контактный теплообменник кочетова с активной насадкой | |
| CN207493234U (zh) | 一种mvr蒸发器结构 | |
| CN103058307B (zh) | 新型无塔多管旋膜除氧器 | |
| CN109626546A (zh) | 一种环壁分布式射流空化水处理设备 | |
| CN205940251U (zh) | 全自动旋流式蒸汽混合加热装置 | |
| CN219827289U (zh) | 一种汽液相变混合引射器 | |
| CN213699419U (zh) | 一种用于白酒酿造车间余热的回收装置 | |
| CN110894118A (zh) | 一种新型氨氮废水处理装置 | |
| CN218915388U (zh) | 冷凝一体化锅炉 | |
| RU2548217C1 (ru) | Контактный теплообменник | |
| CN205372520U (zh) | 一种旋膜式除氧装置 | |
| CN204637632U (zh) | 适于尾气和烟气的可凝气态物质回收系统 | |
| CN202912731U (zh) | 新型无塔多管旋膜除氧器 | |
| CN213932117U (zh) | 一种汽水混合加热器 | |
| RU156239U1 (ru) | Аппарат для осушки сернистого газа или абсорбции серного ангидрида |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190422 |