RU2060762C1

RU2060762C1 - Apparatus for providing liquid-gas interaction

Info

Publication number: RU2060762C1
Application number: RU93046170A
Authority: RU
Inventors: Руфат Шовкет оглы Абиев
Original assignee: Руфат Шовкет оглы Абиев
Priority date: 1993-09-29
Filing date: 1993-09-29
Publication date: 1996-05-27

Abstract

FIELD: liquid-gas interaction, in particular, in evaporating in film fluid flow. SUBSTANCE: polymer piezo-film is fastened to heat transfer surface in an apparatus provided for liquid-gas interaction. Oscillation generator is connected to the film. Apparatus vessel is sealed. EFFECT: increased uniformity in distribution of energy put into liquid film, improved product purity, simplified apparatus design. 2 dwg

Description

Изобретение касается взаимодействия жидкостей с газами, в частности при выпаривании при пленочном течении жидкости, может быть использовано для проведения процессов тепломассообмена в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности. The invention relates to the interaction of liquids with gases, in particular during evaporation during the film flow of a liquid, can be used for heat and mass transfer processes in the chemical, oil refining, food, pharmaceutical and other industries.

Известен пленочный аппарат для осуществления взаимодействия жидкостей с газами, в котором обеспечивается пленочное течение жидкости по внутренней поверхности труб при одновременной подаче газа в трубы во встречном или спутном направлениях. Достоинством известного аппарата является конструктивная простота, а его существенны недостатком невозможность обработки (например, упаривания) высококонцентрированных и кристаллизующихся жидкостей. Это обусловлено тем, что единственным источником энергии является движущийся газ, интенсивности воздействий которого на жидкостную пленку недостаточно [1]
Известен аппарат для осуществления взаимодействия жидкостей с газами, содержащий герметичный корпус с камерой теплоносителя и рабочей камерой, отделенными друг от друга теплопроводной перегородкой, генератор электрических колебаний, подключенный к излучателю [2]
Однако в известном аппарате ввод энергии происходит неравномерно по объему жидкостной пленки, что приводит к ее пригоранию.Known film apparatus for the interaction of liquids with gases, which provides a film flow of liquid along the inner surface of the pipe while supplying gas to the pipe in the opposite or tangled directions. The advantage of the known apparatus is structural simplicity, and its significant disadvantage is the impossibility of processing (for example, evaporation) of highly concentrated and crystallizing liquids. This is due to the fact that the only source of energy is a moving gas, the intensity of the effects of which on the liquid film is not enough [1]
A known apparatus for the interaction of liquids with gases, comprising a sealed housing with a coolant chamber and a working chamber, separated from each other by a heat-conducting partition, an electric oscillation generator connected to the emitter [2]
However, in the known apparatus, energy input occurs nonuniformly in the volume of the liquid film, which leads to its burning.

Цель изобретения повышение равномерности распределения вводимой в жидкостную пленку энергии, увеличение эффективности, а также обеспечение возможности обработки высококонцентрированных кристаллизующихся и термолабильных жидкостей. The purpose of the invention is to increase the uniformity of the distribution of energy introduced into the liquid film, increase the efficiency, and also provide the possibility of processing highly concentrated crystallizing and thermolabile liquids.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате, содержащем корпус с камерой теплоносителя и рабочей камерой, отделенными друг от друга теплопроводной перегородкой, патрубки ввода и вывода жидкой, газовой фаз и теплоносителя, на теплопроводной перегородке со стороны рабочей камеры укреплена полимерная пьезопленка, к обкладкам которой подключен генератор электрических колебаний, а корпус аппарата герметизирован. Применение полимерной пьезопленки позволяет равномерно распределить колебательные воздействия на жидкостную пленку на сколь угодно большой поверхности. Практически вся вводимая в аппарат энергия электрических колебаний затрачивается на интенсификацию перемещения и тепломассопереноса, что приводит к увеличению КПД аппарата, делает возможной полную герметизацию корпуса аппарата, что позволяет достигать сколь угодно глубокого вакуума в рабочей камере аппарата и тем самым подвергать обработке термолабильные жидкости. This goal is achieved by the fact that in the apparatus containing the body of the coolant and the working chamber, separated from each other by a heat-conducting partition, the inlet and outlet pipes of the liquid, gas phases and coolant, on the heat-conducting partition from the side of the working chamber a polymer piezo-film is fixed, to the plates of which an electric oscillation generator is connected, and the apparatus body is sealed. The use of polymer piezoelectric film allows you to evenly distribute the vibrational effects on the liquid film on an arbitrarily large surface. Almost all the energy of electrical vibrations introduced into the apparatus is expended on the intensification of movement and heat and mass transfer, which leads to an increase in the efficiency of the apparatus, makes it possible to completely seal the apparatus body, which allows you to achieve an arbitrarily deep vacuum in the working chamber of the apparatus and thereby subject heat-sensitive liquids to processing.

На фиг.1 представлен один из возможных вариантов выполнения аппарата; на фиг.2 узел I на фиг.1. Figure 1 presents one of the possible embodiments of the apparatus; in Fig.2 node I in Fig.1.

Аппарат содержит корпус 1 с трубными решетками 2 и трубами 3. По всей внутренней поверхности труб 3 укреплена полимерная пьезопленка 4 с токопроводящей обкладкой 5. Все обкладки 5 подключены при помощи соединительных проводов 6 к генератору 7 электрических колебаний, второй вывод которого подключен к корпусу аппарата. Место ввода соединительных проводов 6 герметизировано с помощью неподвижного уплотнения 8, например, типа сальникового. Трубное пространство 9 аппарата является рабочей камерой, а межтрубное пространство 10 камерой для теплоносителя. При противоточном движении жидкой и газовой фаз теплоноситель, жидкая и газовая фазы вводятся соответственно через патрубки 11, 12 и 13, а выводятся соответственно через патрубки 14, 15 и 16. К патрубку 16 возможно также подключение вакуум-насоса. В верхней части аппарата для снижения брызгоуноса установлен отбойник 17. The apparatus comprises a housing 1 with tube sheets 2 and pipes 3. A polymer piezo-film 4 with a conductive plate 5 is fastened along the entire inner surface of the pipes 3. All plates 5 are connected by means of connecting wires 6 to an electric oscillation generator 7, the second terminal of which is connected to the device body. The entry point of the connecting wires 6 is sealed with a fixed seal 8, for example, type of gland. The tube space 9 of the apparatus is a working chamber, and the annular space 10 is a camera for a coolant. During countercurrent movement of the liquid and gas phases, the coolant, liquid and gas phases are introduced respectively through the nozzles 11, 12 and 13, and are discharged through the nozzles 14, 15 and 16, respectively. A vacuum pump can also be connected to the nozzle 16. In the upper part of the apparatus to reduce the mudguard mounted chipper 17.

Аппарат работает следующим образом. The device operates as follows.

При подаче теплоносителя через патрубок 11, газа через патрубок 13 и жидкости через патрубок 12 она распределяется по трубам 3 и начинает стекать в пленочном режиме по поверхности обкладок пьезо-пленки. Одновременно включают генератор 7 электрических колебаний с частотой, равной частоте одной из мод собственных колебаний жидкостной пленки. При этом вибрирующая пьезопленка 4 заставляет колебаться жидкостную пленку с максимальной (резонансной) амплитудой, перемешивание в жидкости усиливается, пограничный слой уменьшается, массопередача жидкости с газом, а также теплопередача значительно интенсифицируются. Под действием резонансных вибраций пленка жидкости равномерно орошает поверхность труб и нагрев ее происходит по всей поверхности, что исключает пригорание упаренного продукта. Прошедший обработку продукт в жидком или упаренном до сухого состояния выводится через патрубок 15 в донной части аппарата. При обработке термолабильных жидкостей к патрубку 16 подключают вакуум-насос и давление в рабочей камере 9 аппарата снижают для обеспечения соответствующей температуры кипения жидкости. When the coolant is supplied through the pipe 11, gas through the pipe 13 and liquid through the pipe 12, it is distributed through the pipes 3 and begins to flow in film mode over the surface of the piezo-film plates. At the same time, an electric oscillation generator 7 is turned on with a frequency equal to the frequency of one of the modes of natural vibrations of the liquid film. In this case, the vibrating piezo film 4 makes the liquid film vibrate with a maximum (resonance) amplitude, mixing in the liquid is enhanced, the boundary layer decreases, the mass transfer of the liquid with gas, as well as the heat transfer, are significantly intensified. Under the influence of resonant vibrations, the liquid film uniformly irrigates the surface of the pipes and its heating occurs over the entire surface, which eliminates the burning of one stripped off product. The product that has passed the treatment in liquid or evaporated to a dry state is discharged through the pipe 15 in the bottom of the apparatus. When processing thermolabile liquids, a vacuum pump is connected to the pipe 16 and the pressure in the working chamber 9 of the device is reduced to ensure the corresponding boiling point of the liquid.

Таким образом, предложенный аппарат позволяет при простом конструктивном решении добиться повышения равномерности распределения вводимой энергии, увеличения эффективности, обеспечивает обработку высококонцентрированных кристаллизующихся и термолабильных жидкостей. Thus, the proposed apparatus allows for a simple constructive solution to increase the uniformity of the distribution of input energy, increase efficiency, provides the processing of highly concentrated crystallizing and thermolabile liquids.

Claims

Apparatus for the interaction of liquids with gases, comprising a sealed housing with a coolant chamber and a working chamber separated from one another by a heat-conducting partition, an electric oscillation generator connected to the emitter, inlet and outlet nozzles for the liquid, gas phases and the coolant, characterized in that the emitter is made in the form of a polymer piezoelectric film with a conductive lining, mounted on a heat-conducting partition from the side of the working chamber and electrically connected through the plates to the generator x vibrations.