RU178401U1 - Heat and mass transfer device - Google Patents
Heat and mass transfer device Download PDFInfo
- Publication number
- RU178401U1 RU178401U1 RU2018102701U RU2018102701U RU178401U1 RU 178401 U1 RU178401 U1 RU 178401U1 RU 2018102701 U RU2018102701 U RU 2018102701U RU 2018102701 U RU2018102701 U RU 2018102701U RU 178401 U1 RU178401 U1 RU 178401U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- coolant
- channels
- plates
- collector
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
- B01D3/26—Fractionating columns in which vapour and liquid flow past each other, or in which the fluid is sprayed into the vapour, or in which a two-phase mixture is passed in one direction
- B01D3/28—Fractionating columns with surface contact and vertical guides, e.g. film action
Abstract
Решение относится к контактным устройствам, предназначенным для проведения тепло- и массообменных процессов в гетерогенных системах газ (пар) – жидкость. Наиболее эффективно использовать данное устройство будет возможно в случае умеренных тепловых эффектов, сопровождающих сорбционные и хемосорбционные процессы.Предлагаемым решением ставится задача повышение удобства монтажа коллектора, улучшение равномерности распределения жидкости по элементам и снижение пристеночного эффекта, увеличение скорости движения теплоносителя, как следствие увеличение коэффициента теплоотдачи от теплоносителя.Технический результат – совершенствование конструкции коллектора, изменение расположения и формы газожидкостных каналов, совершенствование пространства для движения теплоносителя.Этот технический результат достигается тем, что в тепломассообменном устройстве, включающем корпус (обечайку), коллектор для отвода и подачи теплоносителя, пластины и установленные перфорированные гофрированные теплопроводящие элементы, каналы имеют радиальное расположение. Пластины попарно объединены в теплообменные модули. Во внутреннюю полость модулей подается теплоноситель. Пространство между модулями образует газожидкостные каналы, в каждом из которых установлены перфорированные гофрированные теплопроводящие элементы, расположенные по окружности или радиально. Это позволяет улучшить орошение устройства, уменьшить неравномерность распределения жидкости по сечению устройства. За счет изменения расположения коллекторов для отвода и подвода теплоносителя (над и под слоем устройства) достигается удобство монтажа и ремонта, так как обеспечивается удобный подход к соединениям со всех сторон. За счет установки перегородок в канале для теплоносителя увеличивается скорость его движения, и как следствие – повышается теплоотдача с его стороны. При этом перегородки выполняются наклонными.The solution relates to contact devices designed to conduct heat and mass transfer processes in heterogeneous gas (vapor) - liquid systems. The most effective use of this device will be possible in the case of moderate thermal effects accompanying sorption and chemisorption processes. The proposed solution is to increase the ease of installation of the collector, improve the uniformity of fluid distribution over the elements and reduce the wall effect, increase the velocity of the coolant, as a result of which the heat transfer coefficient increases heat carrier. Technical result - improving the design of the collector, changing the location and the shape of the gas-liquid channels, improving the space for movement of the coolant. This technical result is achieved by the fact that in the heat and mass transfer device including the housing (shell), the collector for the removal and supply of coolant, plates and installed perforated corrugated heat-conducting elements, the channels have a radial arrangement. The plates are combined in pairs in heat exchange modules. The coolant is fed into the internal cavity of the modules. The space between the modules forms gas-liquid channels, in each of which perforated corrugated heat-conducting elements are installed, located around the circumference or radially. This allows you to improve the irrigation of the device, to reduce the uneven distribution of fluid over the cross section of the device. By changing the location of the collectors for the removal and supply of coolant (above and below the layer of the device), ease of installation and repair is achieved, as a convenient approach to connections from all sides is provided. Due to the installation of partitions in the channel for the coolant, its speed increases, and as a result, the heat transfer from it increases. In this case, the partitions are inclined.
Description
Решение относится к контактным устройствам, предназначенным для проведения тепло- и массообменных процессов в гетерогенных системах газ (пар) – жидкость. Наиболее эффективно использовать данное устройство будет возможно в случае умеренных тепловых эффектов, сопровождающих сорбционные и хемосорбционные процессы.The solution relates to contact devices designed to conduct heat and mass transfer processes in heterogeneous gas (vapor) - liquid systems. The most efficient use of this device will be possible in the case of moderate thermal effects accompanying sorption and chemisorption processes.
Известно тепломассообменное устройство [1], включающее корпус, коллекторы для отвода и подачи теплоносителя в канал, образованный вертикально установленными контактными парами пластин, смежные пары пластин образуют газожидкостные каналы, в каждом из которых установлены перфорированные гофрированные теплопроводящие элементы При этом каждая контактная пара пластин, примыкающие к ней участки газожидкостных каналов, отделенные от соседних участков теплопроводящими элементами, и фрагменты коллекторов для отвода и подачи теплоносителя, соединены в блоки, фрагменты коллекторов между блоками герметично соединены между собой, теплопроводящие элементы выполнены с продольными гофрами, а контактные пластины – с продольными или наклонными гофрами.A heat and mass transfer device [1] is known, including a housing, collectors for removing and supplying heat carrier to a channel formed by vertically mounted contact pairs of plates, adjacent pairs of plates form gas-liquid channels, each of which has perforated corrugated heat-conducting elements. Each contact pair of plates adjacent to it sections of gas-liquid channels separated from neighboring sections by heat-conducting elements, and fragments of collectors for the removal and supply of coolant, oedineny into blocks, fragments collectors between blocks sealingly interconnected, the heat-conducting elements are formed with longitudinal corrugations, and the contact plate - with longitudinal or oblique corrugations.
Данное устройство является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является прототипом.This device is the closest in technical essence and the achieved result is a prototype.
Устройство работает следующим образом. Теплоноситель подается в каналы для теплоносителя, образованные вертикально установленными контактными парами пластин, через штуцера. Жидкость подается в устройство сверху, газ, распределяясь в каналах, снизу. Происходит контакт фаз. The device operates as follows. The coolant is supplied to the channels for the coolant formed by vertically mounted contact pairs of plates through the nozzle. Liquid is supplied to the device from above, gas is distributed in the channels from below. Phase contact occurs.
Тепломассообменное устройство-прототип характеризуется неравномерным распределением жидкости по пластинам (крайние пластины хуже орошаются, степень смачивания составляет 30–50%), неудобством монтажа коллектора, низкой турбулизацией теплоносителя и соответственно не высоким коэффициентом теплопередачи. The heat and mass transfer device prototype is characterized by an uneven distribution of liquid across the plates (the extreme plates are worse irrigated, the degree of wetting is 30–50%), the inconvenience of mounting the collector, low turbulization of the coolant, and, accordingly, a low heat transfer coefficient.
Предлагаемым решением ставится задача повышение удобства монтажа коллектора, улучшение равномерности распределения жидкости по элементам и снижение пристеночного эффекта, увеличение скорости движения теплоносителя, как следствие увеличение коэффициента теплоотдачи от теплоносителя.The proposed solution poses the problem of improving the ease of installation of the collector, improving the uniformity of the distribution of fluid among the elements and reducing the near-wall effect, increasing the velocity of the coolant, as a result of increasing the heat transfer coefficient from the coolant.
Технический результат – совершенствование конструкции коллектора, изменение расположения и формы газожидкостных каналов, совершенствование пространства для движения теплоносителя.The technical result - improving the design of the collector, changing the location and shape of the gas-liquid channels, improving the space for movement of the coolant.
Этот технический результат достигается тем, что в тепломассообменном устройстве, включающем корпус (обечайку), коллектор для отвода и подачи теплоносителя, выполненный в виде кольцевых труб, соединенных, посредством штуцеров с каналами для теплоносителя, пластины и установленные перфорированные гофрированные теплопроводящие элементы, каналы имеют радиальное расположение. Пластины установлены вдоль радиуса обечайки и попарно объединены в теплообменные модули. Во внутреннюю полость модулей подается теплоноситель. Пространство между модулями образует газожидкостные каналы, в каждом из которых установлены перфорированные гофрированные теплопроводящие элементы, расположенные по окружности или радиально. Это позволяет улучшить орошение устройства, уменьшить неравномерность распределения жидкости по сечению устройства. За счет изменения расположения коллекторов для отвода и подвода теплоносителя (над и под слоем устройства) достигается удобство монтажа и ремонта, так как обеспечивается удобный подход к соединениям со всех сторон. За счет установки перегородок в канале для теплоносителя увеличивается скорость его движения, и как следствие – повышается теплоотдача с его стороны. При этом перегородки выполняются наклонными. This technical result is achieved by the fact that in the heat and mass transfer device including the housing (shell), the collector for the removal and supply of coolant, made in the form of annular pipes connected by means of fittings with channels for the coolant, plates and installed perforated corrugated heat-conducting elements, the channels have a radial location. The plates are installed along the radius of the shell and are combined in pairs in heat exchange modules. The coolant is fed into the internal cavity of the modules. The space between the modules forms gas-liquid channels, in each of which perforated corrugated heat-conducting elements are installed, located around the circumference or radially. This allows you to improve the irrigation of the device, to reduce the uneven distribution of fluid over the cross section of the device. By changing the location of the collectors for the removal and supply of coolant (above and below the layer of the device), ease of installation and repair is achieved, as a convenient approach to connections from all sides is provided. Due to the installation of partitions in the channel for the coolant, its speed increases, and as a result, the heat transfer from it increases. In this case, the partitions are inclined.
Предлагаемое тепломасообменное устройство приведено на чертежах: на фиг. 1 – общий вид в разрезе; на фиг. 2 – вид сверху; на фиг. 3 – показан теплообменный модуль; на фиг. 4 – Объемная модель устройства.The proposed heat and mass transfer device is shown in the drawings: in FIG. 1 is a General sectional view; in FIG. 2 - top view; in FIG. 3 - shows a heat exchange module; in FIG. 4 - Volumetric model of the device.
В описании и на чертежах приняты обозначения:In the description and in the drawings, the notation:
1 – корпус,1 - housing
2 – теплообменный модуль (канал для подачи теплоносителя),2 - heat exchange module (channel for supplying coolant),
3 – трубопровод подачи/отвода теплоносителя,3 - pipeline supply / removal of coolant,
4 – распределительный коллектор,4 - distribution manifold,
5 – газожидкостной канал,5 - gas-liquid channel
6 – сетчатый теплопроводящий элемент, 6 - mesh heat-conducting element,
7 – фланец,7 - flange
8 – боковая стенка модуля (пластина),8 - side wall of the module (plate),
9 – перегородки.9 - partitions.
Теплообменное устройство установлено в корпусе 1, включает круговые трубопроводы – коллектор 4 для отвода и подачи теплоносителя. Через него теплоноситель подается в каналы 2 (фиг. 1). Пары контактных пластин 8 (боковые стенки модуля), установленные вертикально, образуют канал 2 для подачи теплоносителя, который поступает и отводится по трубопроводу 3. Смежные пары пластин 8 образуют газожидкостные каналы 5. В каждом газожидкостном канале 5 установлен перфорированный гофрированный теплопроводящий элемент 6 с гофрами, аналогичными описанном в [1].The heat exchange device is installed in the
Каждая контактная пара пластин 8, примыкающие к ней участки газожидкостных каналов 5, отделенные от соседних участков теплопроводящими элементами 6 и соединены в блоки. Сверху и снизу модуля имеются штуцера, которые могут быть герметично соединены фланцами 7, муфтой и т.п. Гофры на теплопроводящих элементах образуют на одной стороне теплопроводящего элемента 6 сужающиеся треугольные каналы, на другой стороне каналы чередуются – то сужаются, то расширяются, аналогично [1]. На пластинах также имеются прямые или наклонные гофры. Внутри каналов для теплоносителя установлены наклонные перегородки. Перегородки условно показаны на Фиг. 3. Перегородки увеличивают скорость движения теплоносителя, турбулизируют поток, а значит значительно интенсифицируют теплоотдачу со стороны теплоносителя.Each contact pair of plates 8, adjacent to it sections of gas-
Сборка тепломассообменного устройства осуществляется присоединением теплообменных модулей с коллектором 4 в узле 7. Также между модулями устанавливаются теплопроводящие элементы 6.The heat-mass-exchange device is assembled by connecting the heat-exchange modules with a
Устройство работает следующим образом. Газовая фаза подается сверху или снизу, распределяясь в газожидкостных каналах 5. Жидкая фаза подается сверху (или снизу), распределяясь по тепломассообменным блокам и перфорированным гофрированным элементам 6. Фазы контактируют на их поверхности, где происходит массообменный процесс. В канале 2 через штуцера подается теплоноситель (вода или пар). Таким образом, на поверхности модулей (на стенках 8) происходит еще и теплообменный процесс. Теплопроводящие элементы участвуют и при теплообменном процессе. Возможна работа в затопленном режиме.The device operates as follows. The gas phase is supplied from above or below, distributed in gas-
Гофры на теплопроводящих элементах и контактных пластинах увеличивают поверхность контакта. Выполнение гофр в виде сужающихся треугольных каналов на одной стороне, чередующимися на другой стороне обеспечивает хорошее перемешивание жидкости, легкий переход ее от пластин 8 к теплопроводящим элементам 6 и наоборот.Corrugations on the heat-conducting elements and contact plates increase the contact surface. The implementation of the corrugations in the form of tapering triangular channels on one side, alternating on the other side provides good mixing of the liquid, its easy transition from the plates 8 to the heat-conducting elements 6 and vice versa.
Радиальное расположение модулей, формирующих каналы, устраняет эффект неравномерного смачивания устройства, так как отсутствуют изолированные пристеночные зоны, с малым орошением их жидкостью. The radial arrangement of the modules forming the channels eliminates the effect of uneven wetting of the device, since there are no isolated wall zones with little irrigation with their liquid.
Установка подводящих и отводящих трубопроводов в верхней и нижней части устройства повышает технологичность и удобство обслуживания за счет большего рабочего пространства и возможности осмотра с любой стороны.The installation of inlet and outlet pipelines in the upper and lower parts of the device increases the manufacturability and ease of maintenance due to the larger working space and the possibility of inspection from any direction.
На основании выше изложенного можно сделать вывод, что предлагаемое решение соответствует критерию «новизна». Авторам не известны решения со сходными отличительными признаками, на основании чего можно сделать вывод, что заявляемое решение соответствует критерию «изобретательский уровень». А испытания на макете подтвердили промышленную применимость устройства.Based on the foregoing, we can conclude that the proposed solution meets the criterion of "novelty." The authors are not aware of solutions with similar distinctive features, on the basis of which it can be concluded that the claimed solution meets the criterion of "inventive step". A prototype test confirmed the industrial applicability of the device.
1. Пат. РФ Ru 141 498, кл В 01 D 3/28. Тепломассообменное устройство/ А.В. Степыкин, А.А. Сидягин; заявитель НГТУ им. Р.Е. Алексеева.– опубл. Бюл № 16, 2014.1. Pat. RF Ru 141 498, cell B 01
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018102701U RU178401U1 (en) | 2018-01-24 | 2018-01-24 | Heat and mass transfer device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018102701U RU178401U1 (en) | 2018-01-24 | 2018-01-24 | Heat and mass transfer device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU178401U1 true RU178401U1 (en) | 2018-04-03 |
Family
ID=61867944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018102701U RU178401U1 (en) | 2018-01-24 | 2018-01-24 | Heat and mass transfer device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU178401U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2806946C1 (en) * | 2022-09-26 | 2023-11-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева"(НГТУ) | Heat and mass transfer device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10021081A1 (en) * | 2000-04-28 | 2002-01-03 | Linde Ag | Heat exchange method and apparatus |
EP1406057A1 (en) * | 2002-10-01 | 2004-04-07 | L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation des | Plate heat exchanger having a thick fin |
DE102009040561A1 (en) * | 2009-09-08 | 2011-03-10 | Linde Aktiengesellschaft | Heat exchanger e.g. direct-current heat exchanger, for use as e.g. condenser in rectification column during low-temperature analysis of air for obtaining oxygen, has fluid channels formed by gaps between radially arranged tubes |
RU141498U1 (en) * | 2013-12-10 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | HEAT AND MASS EXCHANGE DEVICE |
-
2018
- 2018-01-24 RU RU2018102701U patent/RU178401U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10021081A1 (en) * | 2000-04-28 | 2002-01-03 | Linde Ag | Heat exchange method and apparatus |
EP1406057A1 (en) * | 2002-10-01 | 2004-04-07 | L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation des | Plate heat exchanger having a thick fin |
DE102009040561A1 (en) * | 2009-09-08 | 2011-03-10 | Linde Aktiengesellschaft | Heat exchanger e.g. direct-current heat exchanger, for use as e.g. condenser in rectification column during low-temperature analysis of air for obtaining oxygen, has fluid channels formed by gaps between radially arranged tubes |
RU141498U1 (en) * | 2013-12-10 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | HEAT AND MASS EXCHANGE DEVICE |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2806946C1 (en) * | 2022-09-26 | 2023-11-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева"(НГТУ) | Heat and mass transfer device |
RU2807695C1 (en) * | 2022-09-26 | 2023-11-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Heat and mass transfer device with tubular heat exchange modules |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU141498U1 (en) | HEAT AND MASS EXCHANGE DEVICE | |
RU178401U1 (en) | Heat and mass transfer device | |
RU160795U1 (en) | SCRUBBER HEAT RECOVERY | |
RU2806946C1 (en) | Heat and mass transfer device | |
RU2807695C1 (en) | Heat and mass transfer device with tubular heat exchange modules | |
SU737771A1 (en) | Shell- and-tube heat exchanger | |
CN206235218U (en) | Outer ripple heat exchange of heat pipe and sea water desalinating unit | |
RU149737U1 (en) | SHELL-TUBE HEAT EXCHANGE UNIT | |
RU185391U1 (en) | SHELL-TUBE HEAT EXCHANGE UNIT | |
CN206974246U (en) | A kind of tubular heat exchange device | |
RU2674816C1 (en) | Horizontal vapour-liquid heat exchanger | |
CN219058593U (en) | High-thermal-conductivity waste water evaporator | |
KR200404672Y1 (en) | Structure of heat exchanger | |
RU2572545C1 (en) | Shell-and-tube continuous heat exchanger | |
CN215337873U (en) | Spiral baffle type heat exchanger | |
RU210005U1 (en) | Cylindrical plate heat exchanger with radial movement of heat exchange fluids | |
RU2173668C2 (en) | Deaeration-distillation heat-exchanger | |
CN215864767U (en) | Low-temperature waste heat power generation and heat exchange device | |
RU2804787C1 (en) | Flap heat exchanger | |
RU2770347C1 (en) | Recuperative heat exchanger and method for its manufacture | |
CN219454274U (en) | Flow extending mechanism of furnace inlet water heat exchange plate | |
CN213021081U (en) | Spray heat exchanger | |
CN210292898U (en) | Condenser | |
RU2480699C2 (en) | Heat and mass exchange equipment with combined scheme of interaction of gas and liquid flows | |
CN104623917B (en) | A kind of little temperature difference shell journey becomes the no baffle plate high-efficiency energy-saving evaporator in space |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190125 |