RU190583U1 - Ring-shaped nozzle for heat and mass transfer processes - Google Patents

Ring-shaped nozzle for heat and mass transfer processes Download PDF

Info

Publication number
RU190583U1
RU190583U1 RU2019109804U RU2019109804U RU190583U1 RU 190583 U1 RU190583 U1 RU 190583U1 RU 2019109804 U RU2019109804 U RU 2019109804U RU 2019109804 U RU2019109804 U RU 2019109804U RU 190583 U1 RU190583 U1 RU 190583U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzle
elements
mass transfer
strip
height
Prior art date
Application number
RU2019109804U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Мурад Гасан-Гусенович Багомедов
Михаил Георгиевич Беренгартен
Александр Сергеевич Пушнов
Алиса Викторовна Козловская
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Стандартиммаш"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Стандартиммаш" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Стандартиммаш"
Priority to RU2019109804U priority Critical patent/RU190583U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU190583U1 publication Critical patent/RU190583U1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/30Loose or shaped packing elements, e.g. Raschig rings or Berl saddles, for pouring into the apparatus for mass or heat transfer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

Кольцеобразная насадка, выполненная из полосы заготовки прямоугольной формы, противоположные концы которой соединены между собой с поворотом на 180° относительно друг друга, предназначена для использования в аппаратах химической технологии, промышленной экологии и энергетики. Полоса заготовки согнута пополам, образуя в своем поперечном сечении V-образный профиль, что позволяет увеличить механическую прочность элементов насадки. В результате удается предотвратить смятие элементов насадки и, в целом, уменьшить насыпной вес предлагаемой насадки. Выполнение элементов кольцеобразной насадки из полосы заготовки прямоугольной формой с величиной отношения высоты элемента насадки Hк длине полосы заготовки L в пределах от (H/L) = 0,11 до (H/L) = 0,04 позволяет увеличить эффективность процессов тепло- и массообмена за счет максимального использования так называемых «концевых эффектов». При прочих равных условиях с уменьшением высоты элемента насадки Hот 15 мм до 5 мм объемные коэффициенты массоотдачи существенно возрастают.The ring-shaped nozzle, made from a strip of a rectangular billet, the opposite ends of which are interconnected with rotation 180 ° relative to each other, is intended for use in devices of chemical technology, industrial ecology and energy. The blank strip is bent in half, forming a V-shaped profile in its cross-section, which allows increasing the mechanical strength of the nozzle elements. As a result, it is possible to prevent wrinkling of the elements of the nozzle and, in general, to reduce the bulk weight of the proposed nozzle. Performing elements of the annular packing from a blank strip with a rectangular shape with a ratio of the height of the packing element H to the length of the blank strip L ranging from (H / L) = 0.11 to (H / L) = 0.04 can increase the efficiency of heat and mass transfer processes due to the maximum use of the so-called "end effects". All other things being equal, with a decrease in the height of the nozzle element H from 15 mm to 5 mm, the mass transfer coefficients increase significantly.

Description

Кольцеобразная насадка для осуществления процессов тепло- и массообмена предназначена для использования в аппаратах химической технологии, промышленной экологии и энергетики.The ring-shaped nozzle for heat and mass transfer processes is intended for use in chemical technology, industrial ecology and energy equipment.

Известна насадка, выполненная в виде колец Рашига, у которых высота равна диаметру (см. Сокол Б.А., Чернышев А.К., Баранов Д.А. и др. Насадки массообменных колонн // Под ред. Д. А. Баранова. М. 2009 358 с.)Known nozzle, made in the form of Raschig rings, in which the height is equal to the diameter (see Sokol BA, Chernyshev AK, Baranov DA and others. Nozzles of mass transfer columns // Ed. By DA Baranov M. 2009 358 p.)

Недостатком данной насадки при ее загрузке в аппарат внавал является то, что она преимущественно укладывается так, что от % до % элементов этой насадки оказываются ориентированными либо горизонтально, либо под небольшим углом к горизонтальной плоскости. Поэтому внутренняя полость этих элементов кольцевой насадки практически не омывается взаимодействующими потоками газа и жидкости, что существенно снижает эффективность процессов тепло- и массообмена (см. Каган А.М., Лаптев А.Г., Пушнов А.С., Фарахов М.И. Контактные насадки промышленных тепломассообменных аппаратов. Казань: Отечество, 2013. 454 с.).The disadvantage of this nozzle when loading it into the apparatus is that it mainly fits so that from% to% of the elements of this nozzle are oriented either horizontally or at a small angle to the horizontal plane. Therefore, the internal cavity of these elements of the annular packing is practically not bathed by interacting gas and liquid streams, which significantly reduces the efficiency of heat and mass transfer processes (see Kagan AM, Laptev AG, Pushnov AS, Farakhov M.I. Contact nozzles of industrial heat and mass transfer apparatus. Kazan: Fatherland, 2013. 454 p.).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому (прототипом) является кольцеобразная насадка, выполненная из полосы прямоугольной формы, противоположные концы которой соединены между собой с поворотом на 180о друг относительно друга (см. Авторское свидетельство СССР № 631185, кл. B01D 53/20). Эта кольцеобразная насадка позволяет уменьшить отмеченный выше недостаток и увеличить омываемость внутренней поверхности элементов насадки. Однако механическая прочность элементов этой насадки недостаточна и при загрузке в промышленные колонные аппараты большой высоты часть элементов такой насадки, расположенная в нижнем ярусе колонного аппарата, сминается, что отрицательно влияет на гидродинамику осуществляемого технологического процесса.The closest technical solution to the proposed (prototype) is a ring-shaped nozzle, made of a rectangular strip, the opposite ends of which are interconnected with rotation 180 o relative to each other (see USSR Author's Certificate No. 631185, cl. B01D 53/20). This ring-shaped nozzle allows you to reduce the disadvantage noted above and increase the washability of the inner surface of the nozzle elements. However, the mechanical strength of the elements of this nozzle is insufficient and, when loaded into large-height industrial column apparatus, some of the elements of such an attachment, located in the lower tier of the column apparatus, are crushed, which adversely affects the hydrodynamics of the technological process.

Для исключения этого недостатка предлагается кольцеобразную насадку выполнять из полосы заготовки прямоугольной формы, согнутой пополам, образующей в своем поперечном сечении V-образный профиль. Это позволяет увеличить механическую прочность элементов насадки и предотвратить их сминаемость в промышленных колонных аппаратах большой высоты.To eliminate this drawback, it is proposed to make an annular nozzle from a strip of a rectangular billet, bent in half, forming a V-shaped profile in its cross section. This allows you to increase the mechanical strength of the elements of the nozzle and to prevent their crushing in industrial column devices of great height.

Выполнение элементов кольцеобразной насадки из полосы заготовки прямоугольной формы с величиной отношения высоты элементов насадки – Hр к длине полосы заготовки – L в пределах от (Hp/L) = 0,11 до (Hp/L) = 0,04 позволяет увеличить эффективность процессов тепло- и массообмена на 18 ÷ 24 %.The implementation of the elements of the annular nozzle from the strip of a rectangular billet with the value of the ratio of the height of the elements of the nozzle - Hp to the length of the strip of the workpiece - L in the range of (H p / L) = 0.11 to (H p / L) = 0.04 allows you to increase efficiency processes of heat and mass transfer by 18 ÷ 24%.

Общий вид предлагаемой кольцеобразной насадки показан на фиг. 1. На фиг. 2 показана полоса заготовки 1, согнутая пополам. Предлагаемая кольцеобразная насадка выполнена из полосы заготовки 1 прямоугольной формы. Длина полосы заготовки 1 равна L мм, а высота элемента насадки составляет Hp мм (см. фиг. 2).A general view of the proposed annular packing is shown in FIG. 1. In FIG. 2 shows the strip of the workpiece 1, bent in half. The proposed annular nozzle is made of a strip of billet 1 of a rectangular shape. The length of the strip of the workpiece 1 is equal to L mm, and the height of the element of the nozzle is H p mm (see Fig. 2).

Результаты гидродинамических испытаний предлагаемой насадки при различных плотностях орошения Qж представлены в виде графиков зависимости (ΔP/H) = f(W0) на фиг. 3. Здесь (ΔP/H) – относительное гидравлическое сопротивление слоя насадки ΔP в расчете на высоту слоя H = 1 м, Па/м. W0 – скорость газового потока в расчете на полное сечение пустого аппарата, м/с. Цифрами 2÷7 на фиг. 3 показаны данные для следующих плотностей орошения:The results of hydrodynamic tests of the proposed packing with different irrigation densities Q and W are presented as dependency graphs (ΔP / H) = f (W 0 ) in FIG. 3. Here (ΔP / H) is the relative hydraulic resistance of the nozzle layer ΔP calculated on the height of the layer H = 1 m, Pa / m. W 0 is the gas flow velocity calculated on the total cross-section of the empty apparatus, m / s. Figures 2 ÷ 7 in FIG. 3 shows data for the following irrigation densities:

2 - Qж = сухая насадка2 - Q OK = dry nozzle 3 - Qж = 5 м3/(м2ч)3 - Q W = 5 m 3 / (m 2 h) 4 - Qж = 10 м3/(м2ч)4 - Q W = 10 m 3 / (m 2 h) 5 - Qж = 14 м3/(м2ч)5 - Q W = 14 m 3 / (m 2 h) 6 - Qж = 19 м3/(м2ч)6 - Q W = 19 m 3 / (m 2 h) 7 - Qж = 24 м3/(м2ч)7 - Q W = 24 m 3 / (m 2 h)

Предлагаемая насадка обладает уникальным свойством самоориентации, при загрузке внавал, что обеспечивает минимальное гидравлическое сопротивление, хорошую омываемость внутренней поверхности и высокую эффективность технологического процесса.The proposed nozzle has a unique property of self-orientation, when loading into a pile, which provides minimal hydraulic resistance, good washability of the inner surface and high efficiency of the process.

Выполнение кольцеобразной насадки из полосы прямоугольной формы согнутой пополам, образующей в своем поперечном сечении V-образный профиль позволяет увеличить механическую прочность элементов насадки при одновременном использовании для их изготовления тонких металлических листов. В результате удается предотвратить смятие элементов насадки, расположенных в нижнем ярусе колонного аппарата с насадкой и в целом уменьшить насыпной вес предлагаемой насадки.The implementation of the annular nozzle of a rectangular strip bent in half, forming in its cross section a V-shaped profile allows you to increase the mechanical strength of the elements of the nozzle while using thin metal sheets for their manufacture. As a result, it is possible to prevent the collapse of the elements of the nozzle located in the lower tier of the column apparatus with the nozzle and, in general, to reduce the bulk density of the proposed nozzle.

Выполнение элементов кольцеобразной насадки из полосы заготовки прямоугольной формой с величиной отношения высоты элемента насадки - Hp к длине полосы заготовки – L в пределах от (Hp/L) = 0,11 до (Hp/L) = 0,04 позволяет увеличить эффективность процессов тепло- и массообмена за счет максимального использования так называемых «концевых эффектов». В указанных пределах изменения величины (Hp/L) при прочих равных условиях, когда скорость процесса лимитируется массоотдачей в жидкой фазе, с уменьшением высоты элемента насадки Hp от 15 до 5 мм объемные коэффициенты массоотдачи существенно возрастают. Однако при Hp < 5 мм из-за значительного возрастания числа концевых эффектов значительно возрастает степень турбулизации газового потока и резко возрастает гидравлическое сопротивление слоя насадки.The implementation of the elements of the annular nozzle from the blank strip of rectangular shape with the value of the ratio of the height of the nozzle element - H p to the length of the blank strip - L in the range from (H p / L) = 0.11 to (H p / L) = 0.04 allows you to increase efficiency of heat and mass transfer processes due to the maximum use of the so-called "end effects". Within the specified limits of variation of the value (H p / L), all other things being equal, when the process speed is limited by mass transfer in the liquid phase, with a decrease in the height of the nozzle element H p from 15 to 5 mm, the mass transfer coefficients increase significantly. However, at H p <5 mm, due to a significant increase in the number of end effects, the degree of turbulence in the gas flow significantly increases and the hydraulic resistance of the packing layer sharply increases.

Напротив, при увеличении высоты элементов насадки Hp > 15 мм гидравлическое сопротивление слоя насадки уменьшается, но и рост эффективности технологического процесса также заметно падает.On the contrary, with an increase in the height of the nozzle elements H p > 15 mm, the hydraulic resistance of the nozzle layer decreases, but the increase in the efficiency of the technological process also drops markedly.

Геометрические характеристики предлагаемой насадки представлены в таблице 1.Geometric characteristics of the proposed nozzles are presented in table 1.

Таблица 1.Table 1.

Геометрические характеристики предлагаемой насадкиGeometric characteristics of the proposed nozzle

№ п/пNo. p / p Размеры элементов насадки, ммDimensions of nozzle elements, mm Удельная поверхность a, м23 Specific surface a, m 2 / m 3 Порозность ε, м33 Porosity ε, m 3 / m 3 Эквивалентный диаметр канала насадки de, мEquivalent channel diameter of the nozzle d e , m Число элементов насадки в V =1 м3
N шт/ м3
The number of elements of the nozzle in V = 1 m 3
N pcs / m 3
1one 50×15×0,250 × 15 × 0.2 160160 0,98780.9878 0,0250.025 3770037700 22 50×10×0,250 × 10 × 0.2 170170 0,98630.9863 0,0230.023 5940059400 33 50×5×0,250 × 5 × 0.2 179179 0,98480.9848 0,0220.022 123000123,000

Claims (2)

1. Кольцеобразная насадка для осуществления процессов тепло- и массообмена, выполненная из полосы заготовки прямоугольной формы, противоположные концы которой соединены между собой с поворотом на 180° относительно друг друга, отличающаяся тем, что полоса заготовки прямоугольной формы согнута пополам, образуя в своем поперечном сечении V-образный профиль.1. Ring-shaped nozzle for heat and mass transfer processes, made of a rectangular billet strip, the opposite ends of which are interconnected with rotation 180 ° relative to each other, characterized in that the rectangular billet strip is bent in half, forming in its cross section V-shaped profile. 2. Кольцеобразная насадка по п. 1, отличающаяся тем, что величина отношения высоты элементов насадки Hp к длине полосы заготовки L находится в пределах от (Hp/L) = 0,11 до (Hp/L) = 0,04. 2. Annular nozzle under item 1, characterized in that the ratio of the height of the elements of the nozzle H p to the length of the workpiece strip L is in the range from (H p / L) = 0.11 to (H p / L) = 0.04 .
RU2019109804U 2019-04-03 2019-04-03 Ring-shaped nozzle for heat and mass transfer processes RU190583U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019109804U RU190583U1 (en) 2019-04-03 2019-04-03 Ring-shaped nozzle for heat and mass transfer processes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019109804U RU190583U1 (en) 2019-04-03 2019-04-03 Ring-shaped nozzle for heat and mass transfer processes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU190583U1 true RU190583U1 (en) 2019-07-04

Family

ID=67215927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019109804U RU190583U1 (en) 2019-04-03 2019-04-03 Ring-shaped nozzle for heat and mass transfer processes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU190583U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU631185A1 (en) * 1977-04-25 1978-11-05 Предприятие П/Я Р-6603 Packing for heat-mass-exchange apparatus
SU709144A1 (en) * 1973-11-19 1980-01-15 Предприятие П/Я Р-6603 Packing for heat and mass exchange apparatus
SU1623735A1 (en) * 1987-11-30 1991-01-30 Азербайджанский Научно-Исследовательский Институт Энергетики Им.И.Г.Есьмана Ring packing for heat- and mass-transfer equipment
GB2255612A (en) * 1991-04-30 1992-11-11 Prime Actuator Control Systems Pneumatic cylinder assembly

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU709144A1 (en) * 1973-11-19 1980-01-15 Предприятие П/Я Р-6603 Packing for heat and mass exchange apparatus
SU631185A1 (en) * 1977-04-25 1978-11-05 Предприятие П/Я Р-6603 Packing for heat-mass-exchange apparatus
SU1623735A1 (en) * 1987-11-30 1991-01-30 Азербайджанский Научно-Исследовательский Институт Энергетики Им.И.Г.Есьмана Ring packing for heat- and mass-transfer equipment
GB2255612A (en) * 1991-04-30 1992-11-11 Prime Actuator Control Systems Pneumatic cylinder assembly

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4186159A (en) Packing element of foil-like material for an exchange column
EP0858366B1 (en) Structured packing
EP0707885B1 (en) Structured packing with improved capacity for rectification systems
US4740334A (en) Tower packing element with embossed surfaces
GB1594791A (en) Air film support of objects
EP1716922A1 (en) Structured packing and use thereof
US5725810A (en) Packing for a counterflow high pressure column
RU190583U1 (en) Ring-shaped nozzle for heat and mass transfer processes
Gorodilov et al. Features of fluid film falling on the corrugated surface of structured packings with perforations
US9295925B2 (en) Structured packing and method
WO1987005827A1 (en) Packing structure especially for use in a column mainly for contacting liquid and gas phases
US3391910A (en) Phase contacting device and packing for use in same
JPH10230159A (en) Filled body with improved capacity and high transferring efficiency
SU925374A1 (en) Packing for mass exchange apparatus
RU2289473C2 (en) Spiral head for the heat-and-mass exchanging and simultaneous with them reaction processes
US1360928A (en) Gas and liquid contact device
EP0043457B1 (en) Air film transportation device
RU173764U1 (en) MASS TRANSFER COLUMN WITH FLOATING NOZZLE
RU2800161C1 (en) Regular nozzle section for heat and mass transfer apparatus
TWI829971B (en) Structured packing element and its use and a mass transfer column including the same
Perepelitsa Effect of random factors on liquid flow over the sheets of a structured packing
Kolev et al. Comparison of the effective surface area of some highly effective random packings third and forth generation
RU116368U1 (en) FILLER ELEMENT FOR HEAT AND MASS EXCHANGE COLUMNS
RU212214U1 (en) Nozzle for heat and mass transfer apparatus
SU1487959A1 (en) Packing bed

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200404