RU212214U1 - Nozzle for heat and mass transfer apparatus - Google Patents

Nozzle for heat and mass transfer apparatus Download PDF

Info

Publication number
RU212214U1
RU212214U1 RU2022104647U RU2022104647U RU212214U1 RU 212214 U1 RU212214 U1 RU 212214U1 RU 2022104647 U RU2022104647 U RU 2022104647U RU 2022104647 U RU2022104647 U RU 2022104647U RU 212214 U1 RU212214 U1 RU 212214U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzle
mass transfer
heat
spiral
packing
Prior art date
Application number
RU2022104647U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ольга Александровна Залипаева
Александр Борисович Голованчиков
Валерий Максимович Ящук
Татьяна Николаевна Синенко
Ксения Васильевна Черикова
Павел Павлович Залипаев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU212214U1 publication Critical patent/RU212214U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к контактным элементам тепломассообменных аппаратов и может найти применение, например, в химической, пищевой, нефтехимической, газоперерабатывающей, фармацевтической отраслях промышленности. Насадка для тепломассообменных аппаратов выполнена в виде цилиндрического кольца с высотой, равной диаметру, с расположенным внутри элементом в виде спирали Архимеда. При этом спираль Архимеда изготовлена из материала с эффектом памяти, а цилиндрическое кольцо образовано внешним витком спирали. На поверхности спирали сформированы наклонные каналы с донными отверстиями. Техническим результатом является увеличение их производительности. 2 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to contact elements of heat and mass transfer devices and can be used, for example, in the chemical, food, petrochemical, gas processing, and pharmaceutical industries. The nozzle for heat and mass transfer apparatuses is made in the form of a cylindrical ring with a height equal to the diameter, with an element located inside in the form of an Archimedes spiral. In this case, the Archimedes spiral is made of a material with a memory effect, and the cylindrical ring is formed by the outer coil of the spiral. Inclined channels with bottom holes are formed on the spiral surface. The technical result is to increase their productivity. 2 ill.
Figure 00000001

Description

Предлагаемое техническое решение относится к контактным элементам тепломассообменных аппаратов и может найти применение в химической, пищевой, нефтехимической, газоперерабатывающей, фармацевтической и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах очистки отходящих газов от вредных примесей.The proposed technical solution relates to contact elements of heat and mass transfer apparatuses and can be used in chemical, food, petrochemical, gas processing, pharmaceutical and other industries, as well as in environmental processes for cleaning exhaust gases from harmful impurities.

Известны конструкции рулонных насадок, выполненных в виде спирально закрученных металлических листов (Насадки массообменных колонн для систем газ-жидкость / Ю. В. Китаин, В. Я. Филин. - М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1980 г.).Known designs of roll nozzles made in the form of spirally twisted metal sheets (Nozzles of mass transfer columns for gas-liquid systems / Yu. V. Kitain, V. Ya. Filin. - M.: TsINTIKhimneftemash, 1980).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится небольшая площадь поверхности контакта фаз и статичность работы насадки. Это приводит к малой скорости массопереноса между жидкой и газовой (паровой) фазами, снижению турбулизации фаз, и, как следствие, к снижению производительности массообменных процессов.The reasons hindering the achievement of the desired technical result include a small area of the phase contact surface and the static operation of the packing. This leads to a low rate of mass transfer between the liquid and gas (vapor) phases, a decrease in phase turbulence, and, as a result, to a decrease in the productivity of mass transfer processes.

Известна конструкция насадки для тепломассообменных аппаратов, выполненная из листа, свернутого в спираль со струеобразными элементами на поверхности, причем оси струеобразных элементов направлены по касательной к винтовой линии на поверхности насадки (Патент СССР №899104, В01D53/20, 1982 г.)A well-known design of a nozzle for heat and mass transfer apparatuses is made of a sheet rolled into a spiral with jet-like elements on the surface, and the axes of the jet-like elements are directed tangentially to the helix on the surface of the nozzle (USSR Patent No. 899104, B01D53 / 20, 1982)

Недостатком данной конструкции насадки является то, что в процессе эксплуатации тепломассообменного аппарата в насадке образуются отложения, что приводит к росту гидравлического сопротивления насадки и нарушению устойчивого режима работы аппарата в целом.The disadvantage of this design of the nozzle is that during the operation of the heat and mass transfer apparatus deposits are formed in the nozzle, which leads to an increase in the hydraulic resistance of the nozzle and disruption of the stable operation of the apparatus as a whole.

Известна насадка для тепло- и массообменных процессов, выполненная в виде расположенных одно внутри другого и соединенных посредством двух пружин тел вращения, имеющих форму цилиндрических поверхностей, выполненных из одного и того же материала с эффектом памяти, внутреннее тело вращения состоит из перфорированной цилиндрической части с лепестками, отогнутыми внутрь (Полезная модель РФ №196444, B01J 19/30, 2020 г.).Known nozzle for heat and mass transfer processes, made in the form located one inside the other and connected by two springs bodies of rotation, having the shape of cylindrical surfaces, made of the same material with a memory effect, the internal body of rotation consists of a perforated cylindrical part with petals , bent inward (Utility model of the Russian Federation No. 196444, B01J 19/30, 2020).

Недостатком данной конструкции насадки является сложность ее изготовления и необходимость упорядоченной укладки в тепломассообменный аппарат для осуществления протекающих в нем процессов, что приводит к увеличению времени обслуживания аппарата и снижению его производительности.The disadvantage of this packing design is the complexity of its manufacture and the need for orderly placement in the heat and mass transfer apparatus for the implementation of the processes occurring in it, which leads to an increase in the maintenance time of the apparatus and a decrease in its productivity.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятому за прототип является насадка для тепломассообменных аппаратов, выполненная в виде цилиндрического кольца с высотой, равной диаметру, с расположенным внутри элементом в виде спирали Архимеда, наружный конец которой прикреплен к кольцу (Патент СССР №1627229, B01J 19/30, 1991 г.).The closest technical solution in terms of the set of features to the claimed object and adopted as a prototype is a nozzle for heat and mass transfer apparatus, made in the form of a cylindrical ring with a height equal to the diameter, with an element located inside in the form of an Archimedes spiral, the outer end of which is attached to the ring (USSR Patent No. 1627229, B01J 19/30, 1991).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится то, что в процессе эксплуатации, при изменении физических параметров рабочих сред в слое насадки, не поддерживается оптимальный режим контактирования рабочей жидкости с газом (паром), а в зазорах насадки образуются отложения, которые приводят к прекращению режима работы насадки, ее зарастанию и, как следствие, снижению устойчивости и эффективности процесса массопереноса.The reasons hindering the achievement of the desired technical result include the fact that during operation, when the physical parameters of the working media in the packing layer change, the optimal mode of contact of the working fluid with gas (steam) is not maintained, and deposits are formed in the gaps of the packing, which lead to termination of the packing operation mode, its overgrowth and, as a result, a decrease in the stability and efficiency of the mass transfer process.

Техническим результатом предлагаемой конструкции насадки для тепломассообменных аппаратов является увеличение их производительности.The technical result of the proposed design of the nozzle for heat and mass transfer apparatus is to increase their performance.

Технический результат достигается тем, что насадка для тепломассообменных аппаратов, выполнена в виде цилиндрического кольца с высотой, равной диаметру, с расположенным внутри элементом в виде спирали Архимеда, причем спираль Архимеда изготовлена из материала с эффектом памяти, цилиндрическое кольцо образовано внешним витком спирали, а на ее поверхности сформированы наклонные каналы с донными отверстиями. The technical result is achieved by the fact that the nozzle for heat and mass transfer apparatuses is made in the form of a cylindrical ring with a height equal to the diameter, with an element in the form of an Archimedes spiral located inside, moreover, the Archimedes spiral is made of a material with a memory effect, the cylindrical ring is formed by an external turn of the spiral, and on inclined channels with bottom holes are formed on its surface.

Выполнение спирали Архимеда из материала с эффектом памяти при повышении температуры в аппарате приводит к раскручиванию внутренних витков спирали Архимеда с увеличением расстояния между ними. При этом уменьшается диаметр центрального проходного отверстия, увеличиваются гидравлическое сопротивление и удерживающая способность насадки. Эффект памяти формы в материале определяет его возврат к первоначальной форме при нагреве после пластической деформации (Сплавы с эффектом памяти формы / Под ред. Фунакубо X. - М.: Металлургия. 1990 г.).The execution of the Archimedes spiral from a material with a memory effect with an increase in temperature in the apparatus leads to the unwinding of the internal turns of the Archimedes spiral with an increase in the distance between them. At the same time, the diameter of the central passage hole decreases, the hydraulic resistance and the holding capacity of the nozzle increase. The shape memory effect in the material determines its return to its original shape when heated after plastic deformation (Alloys with shape memory effect / Ed. Funakubo X. - M.: Metallurgy. 1990).

Наличие на поверхности насадки наклонных каналов с донными отверстиями повышает степень диспергирования и турбулизации контактирующих фаз, повышая производительность массообменного аппарата. The presence of inclined channels with bottom holes on the surface of the packing increases the degree of dispersion and turbulence of the contacting phases, increasing the performance of the mass transfer apparatus.

Выполняются каналы просечкой полосы из материала с памятью с одновременным выдавливанием наклонной поверхности на ней, что делает этот процесс безотходным и приоритетным в сравнении с вырезанными в насадке отверстиями. Каналы с донными отверстиями могут быть расположены на ленте упорядоченно или в шахматном порядке, ось каналов может быть расположена перпендикулярно или наклонена относительно плоскости ленты. Количество, форма и расположение таких каналов с донными отверстиями зависят от геометрических и технологических характеристик тепломассообменного аппарата. Донные отверстия на поверхности спирали Архимеда образуют сопла, проходя через которые струи жидкости и газа (пара) меняют свои кинетические характеристики, что способствует увеличению поверхности контакта фаз и повышению производительности тепломассообменного аппарата. Channels are made for punching a strip of material with memory with simultaneous extrusion of an inclined surface on it, which makes this process waste-free and a priority in comparison with holes cut in the nozzle. Channels with bottom holes can be arranged on the tape in an orderly or staggered manner, the axis of the channels can be perpendicular or inclined relative to the plane of the tape. The number, shape and location of such channels with bottom holes depend on the geometric and technological characteristics of the heat and mass transfer apparatus. The bottom holes on the surface of the Archimedes spiral form nozzles, passing through which jets of liquid and gas (steam) change their kinetic characteristics, which contributes to an increase in the phase contact surface and an increase in the performance of the heat and mass transfer apparatus.

В массообменных аппаратах в процессах массопереноса температура рабочей жидкости изменяется как по высоте аппарата, так и в горизонтальной плоскости от периферии к центру. Раскручивание спирали Архимеда происходит в наиболее нагретых узлах аппарата. При повышении температуры рабочей жидкости происходит уменьшение ее вязкости и плотности. Жидкость стекает по насадке, и процесс массопереноса идет в малоэффективном пленочном режиме. При раскручивании спирали Архимеда и уменьшении проходного сечения центрального отверстия насадки, рабочая жидкость задерживается в слое насадки и массообменный процесс идет в высокоэффективном режиме эмульгирования. Таким образом, происходит саморегулирование проходного сечения насадки при неустойчивом температурном режиме работы аппарата.In mass transfer apparatuses, during mass transfer processes, the temperature of the working fluid changes both along the height of the apparatus and in the horizontal plane from the periphery to the center. The untwisting of the Archimedes spiral occurs in the most heated nodes of the apparatus. With an increase in the temperature of the working fluid, its viscosity and density decrease. The liquid flows down the nozzle, and the mass transfer process proceeds in an inefficient film mode. When the Archimedes spiral unwinds and the flow area of the nozzle central hole decreases, the working fluid is retained in the packing layer and the mass transfer process proceeds in a highly efficient emulsification mode. Thus, there is a self-regulation of the flow section of the nozzle at an unstable temperature mode of operation of the apparatus.

Кроме того, в процессе эксплуатации насадка начинает работать в динамическом режиме, что приводит к увеличению скорости массообменных процессов и самоочищению насадки, и в целом повышается производительность тепломассообменного аппарата.In addition, during operation, the packing begins to work in a dynamic mode, which leads to an increase in the rate of mass transfer processes and self-cleaning of the packing, and in general, the performance of the heat and mass transfer apparatus increases.

Насадка проста в изготовлении. Заявленная конструкция позволяет нивелировать застойные температурные области в слое насадки за счет динамической работы насадки и турбулизации рабочих сред. Подвижная динамическая насадка имеет высокую смачиваемую поверхность, сбивает границы раздела фаз и приводит к интенсификации массопереноса в процессе работы тепломассообменного аппарата, что повышает его производительность.The nozzle is easy to make. The claimed design makes it possible to level stagnant temperature regions in the packing layer due to the dynamic operation of the packing and turbulence of the working media. The movable dynamic nozzle has a high wettable surface, knocks down the phase boundaries and leads to the intensification of mass transfer during the operation of the heat and mass transfer apparatus, which increases its performance.

На фиг. 1 изображена предлагаемая конструкция насадки при исходных условиях в аксонометрии, на фиг 2 - конструкция насадки в нагретом состоянии.In FIG. 1 shows the proposed design of the nozzle under the initial conditions in a perspective view, figure 2 - design of the nozzle in a heated state.

Насадка для тепломассообменных аппаратов выполняется из полосы, свернутой в спираль Архимеда 1. Внешний виток спирали присоединен к поверхности насадки, образуя кольцо 2. Внутренние витки 1 спирали насадки в исходном состоянии образуют полый цилиндр. На полосе выполнены наклонные каналы 3 с донными отверстиями, ось которых может быть расположена перпендикулярно или наклонена относительно полосы. The nozzle for heat and mass transfer devices is made from a strip rolled into an Archimedes spiral 1. The outer coil of the spiral is attached to the surface of the nozzle, forming a ring 2. The inner coils 1 of the nozzle spiral in the initial state form a hollow cylinder. Inclined channels 3 with bottom holes are made on the strip, the axis of which can be located perpendicularly or inclined relative to the strip.

Изготовление насадки из материала с эффектом памяти осуществляют следующим образом:The manufacture of a nozzle from a material with a memory effect is carried out as follows:

на плоской листовой заготовке (полосе) просекают прорези и формируют, например выдавливанием, наклонные каналы 3 с донными отверстиями;on a flat sheet blank (strip) cut through the slots and form, for example by extrusion, inclined channels 3 with bottom holes;

заготовку со сформированными на ней каналами 3 скручивают в спираль Архимеда 1 при температуре, соответствующей условиям работы аппарата в исходном состоянии;the blank with channels 3 formed on it is twisted into an Archimedes spiral 1 at a temperature corresponding to the operating conditions of the apparatus in the initial state;

закрепляют конец спирали Архимеда 1 с образованием кольца 2;fix the end of the spiral of Archimedes 1 with the formation of ring 2;

затем спираль раскручивают, перемещая ее конец к центру кольца, так, чтобы увеличилось расстояние между ее витками, и нагревают до той максимальной температуры, при которой предполагается эксплуатация насадки, после чего охлаждают до температуры окружающей среды. then the spiral is untwisted, moving its end to the center of the ring, so that the distance between its turns increases, and heated to the maximum temperature at which the nozzle is expected to operate, after which it is cooled to ambient temperature.

В последующем в рабочих условиях при нагреве происходит самостоятельное раскручивание спирали Архимеда. Subsequently, under operating conditions, when heated, an independent unwinding of the Archimedes spiral occurs.

Насадка для тепломассообменных аппаратов работает следующим образом. Сверху насадка орошается рабочей жидкостью, а снизу подается газ (пар). При увеличении температуры жидкости, и, соответственно, уменьшении ее вязкости и плотности, внутренние витки насадки, образующие спираль Архимеда 1, обладая эффектом памяти, раскручиваются по направлению к оси насадки, увеличивая шаг спирали. Площадь центрального отверстия уменьшается, что приводит к возрастанию гидравлического сопротивления в слое насадки, задерживает рабочую жидкость, сохраняет оптимальный режим работы насадочного тепломассообменного аппарата.Nozzle for heat and mass transfer apparatus works as follows. From above, the nozzle is irrigated with a working fluid, and gas (steam) is supplied from below. With an increase in the temperature of the liquid, and, accordingly, a decrease in its viscosity and density, the internal turns of the nozzle, forming the Archimedes 1 spiral, having a memory effect, unwind towards the axis of the nozzle, increasing the pitch of the spiral. The area of the central hole decreases, which leads to an increase in hydraulic resistance in the packing layer, retains the working fluid, and maintains the optimal mode of operation of the packed heat and mass transfer apparatus.

Таким образом, поддерживается постоянное время контакта рабочей жидкости с газом (паром), что интенсифицирует скорость тепломассообмена между жидкой и газовой фазами и в целом приводит к росту производительности. Thus, a constant contact time of the working fluid with gas (steam) is maintained, which intensifies the rate of heat and mass transfer between the liquid and gas phases and, in general, leads to an increase in productivity.

При снижении температуры вязкость рабочей жидкости возрастает, Внутренние витки насадки спираль Архимеда 1 закручиваются, принимая свое исходное положение, проходное сечение центрального отверстия насадки увеличивается. Это приводит к саморегулированию уровня жидкости в насадочном слое тепломассообменного аппарата, нивелирует превышения уровня, которое в свою очередь может привести к застаиванию жидкости в слое насадке и нарушению устойчивого режима работы аппарата.As the temperature decreases, the viscosity of the working fluid increases, the internal turns of the nozzle Archimedes spiral 1 twist, taking their original position, the flow area of the central hole of the nozzle increases. This leads to self-regulation of the liquid level in the packed layer of the heat and mass transfer apparatus, eliminates level excesses, which in turn can lead to stagnation of the liquid in the packing layer and disruption of the stable operating mode of the apparatus.

Рабочая жидкость, стекая по поверхности кольца 2 и по внутренним виткам спирали Архимеда 1 насадки, попадает в наклонные каналы с донными отверстиями 3. В каналах рабочая жидкость меняет свою скорость и направление, происходит дополнительная турбулизация жидкостно-газового потока.The working fluid, flowing down the surface of the ring 2 and along the inner turns of the Archimedes spiral 1 of the nozzle, enters inclined channels with bottom holes 3. In the channels, the working fluid changes its speed and direction, and additional turbulence of the liquid-gas flow occurs.

Изменение расстояния меду витками спирали Архимеда в ходе технологического процесса приводит к динамическому режиму работы тепломассообменного аппарата. Причем внешняя поверхность насадки, выполненная в виде кольца 2, обеспечивает определенную жесткость насадки, сохранение ее цилиндрической формы, что предупреждает нежелательное изменение механических нагрузок на конструктивные элементы тепломассообменного аппарата.Changing the distance between the turns of the Archimedes spiral during the technological process leads to a dynamic mode of operation of the heat and mass transfer apparatus. Moreover, the outer surface of the nozzle, made in the form of a ring 2, provides a certain rigidity of the nozzle, maintaining its cylindrical shape, which prevents an undesirable change in mechanical loads on the structural elements of the heat and mass transfer apparatus.

Для изготовления опытного образца одного элемента насадки использовали полосу, выполненную из титанового сплава ВТ-16, проявляющнго эффект памяти, длиной 250 мм шириной 25 мм и толщиной 0,2 мм.For the manufacture of a prototype of one packing element, a strip made of titanium alloy VT-16 exhibiting a memory effect, 250 mm long, 25 mm wide and 0.2 mm thick, was used.

Вдоль полосы с помощью пробойника симметрично были выполнены наклонные каналы с донными отверстиями. Along the strip, using a punch, inclined channels with bottom holes were symmetrically made.

Из полученной полосы были изготовлены элементы насадки.Packing elements were made from the resulting strip.

При температуре 20÷25°С полоса была свернута в спираль на стальной оправке диаметром 20 мм. Последний виток спирали был закреплен контактной сваркой на предпоследнем витке с помощью специального приспособления, обеспечивающего электрическую изоляцию его поверхности от предыдущих витков спирали и являющегося электродом зажимного устройства аппарата контактной сварки.At a temperature of 20÷25°C, the strip was rolled into a spiral on a steel mandrel with a diameter of 20 mm. The last turn of the spiral was fixed by contact welding on the penultimate turn using a special device that provides electrical insulation of its surface from the previous turns of the spiral and which is the electrode of the clamping device of the contact welding apparatus.

После снятия с оправки внутренняя часть элемента насадки за счет упругости материала немного раскрутилась.After removal from the mandrel, the inner part of the nozzle element untwisted slightly due to the elasticity of the material.

Полученные таким образом элементы насадки соответствовали техническому решению, принятому в качестве прототипа.The packing elements obtained in this way corresponded to the technical solution adopted as a prototype.

Они в последующем укладывались в массообменный аппарат колонного типа, в котором определялись технологические характеристики, получаемые при абсорбции углекислого газа из смеси с воздухом водным раствором моноэтаноамина.Subsequently, they were placed in a column-type mass transfer apparatus, in which the technological characteristics obtained by absorbing carbon dioxide from a mixture with air with an aqueous solution of monoethanoamine were determined.

Также были произведены дополнительные операции по изменению конструкции элементов насадки таким образом, чтобы они соответствовали предлагаемому техническому решению.Also, additional operations were performed to change the design of the packing elements so that they correspond to the proposed technical solution.

Для этого элемент насадки зажимался в специальной оправке, а внутренний конец спирали скручивался, таким образом, чтобы витки спирали равномерно распределились по внутреннему сечению кольца. После чего данное состояние элемента насадки жестко фиксировалось.To do this, the nozzle element was clamped in a special mandrel, and the inner end of the spiral was twisted so that the turns of the spiral were evenly distributed over the inner section of the ring. After that, this state of the packing element was rigidly fixed.

Затем оправка с элементом насадки помещалась в термошкаф, в котором в течение 10 минут выдерживалась при температуре 50°С.Then the mandrel with the packing element was placed in a heating cabinet, in which it was kept at a temperature of 50°C for 10 minutes.

После выдержки в термошкафу элемент насадки быстро извлекался из оправки и оставлялся для естественного охлаждения до комнатной температуры 20-25°С. При этом спираль раскручивалась, увеличивая проходное сечение внутри кольца.After exposure in a heating cabinet, the packing element was quickly removed from the mandrel and left for natural cooling to room temperature 20-25°C. In this case, the spiral unwound, increasing the flow area inside the ring.

При последующем нагревании элемента насадки происходило скручивание спирали и ее витки равномерно заполняли все кольцевое сечение, а при охлаждении наоборот - спираль раскручивалась, и центральное отверстие в кольцевом сечении увеличивалось. Upon subsequent heating of the packing element, the helix twisted and its coils uniformly filled the entire annular section, and on cooling, on the contrary, the helix untwisted and the central hole in the annular section increased.

Были проведены две серии экспериментов по исследованию процесса абсорбционной очистки воздуха от углекислого газа. Two series of experiments were carried out to study the process of absorption purification of air from carbon dioxide.

В одной серии использовались насадочные элементы, которые не подвергались термообработке.In one series, packing elements were used that were not subjected to heat treatment.

Элементами насадки заполнялась лабораторной абсорбционная колонна внутренним диаметром 100 мм и высотой 600 мм.Packing elements were filled in a laboratory absorption column with an inner diameter of 100 mm and a height of 600 mm.

Элементы насадки укладывались послойно регулярным образом, так чтобы их касание осуществлялось по вертикальной образующей. В слое размещалось 14 элементов. Каждый последующий слой был смещен относительно предыдущего на величину равную половине диаметра элемента насадки.Packing elements were laid in layers in a regular manner, so that they touched along the vertical generatrix. The layer contained 14 elements. Each subsequent layer was displaced relative to the previous one by a value equal to half the diameter of the packing element.

В качестве абсорбента использовался 20% водный раствор моноэтаноламина. Воздух, насыщенный углекислым газом, подавался в колонну под избыточным давлением в 0,1 МПа. A 20% aqueous solution of monoethanolamine was used as an absorbent. Air saturated with carbon dioxide was supplied to the column under an overpressure of 0.1 MPa.

В другой серии экспериментов использовались элементы насадки, подвергнутые вышеописанным технологическим операциям, в результате которых были получена насадка, соответствующая заявляемой полезной модели. In another series of experiments, packing elements were used, subjected to the above-described technological operations, as a result of which a packing corresponding to the claimed utility model was obtained.

Эксперименты для обеих серий проводились при одинаковых параметрах: начальной концентрации углекислого газа в воздушно-газовой смеси, его расходе, температуре и давлении в колонне, расходе абсорбента.The experiments for both series were carried out with the same parameters: the initial concentration of carbon dioxide in the air-gas mixture, its flow rate, temperature and pressure in the column, and the flow rate of the absorbent.

Было установлено, что конечная концентрация углекислого газа в очищенном воздухе при использовании насадки по заявляемой полезной модели существенно ниже, чем при использовании насадки, принятой за прототип.It was found that the final concentration of carbon dioxide in the purified air when using the nozzle according to the claimed utility model is significantly lower than when using the nozzle adopted as a prototype.

Пересчет на значение производительности, при условии обеспечения одинаковой степени очистки, показал, что производительность массообменного аппарата с насадкой по заявляемой полезной модели на 12% выше, чем у аппарата с насадкой, принятой за прототип.Recalculation for the performance value, provided that the same degree of purification is provided, showed that the performance of the mass transfer apparatus with a nozzle according to the claimed utility model is 12% higher than that of an apparatus with a nozzle adopted as a prototype.

Проведенные исследования позволили установить, что применение предлагаемой насадки повышает производительность аппарата за счет повышения эффективности насыщения абсорбента углекислым газом, вследствие увеличения коэффициентов массопередачи и удерживающей способности насадки.The conducted research allowed to establish that the use of the proposed packing increases the performance of the apparatus by increasing the efficiency of saturation of the absorbent with carbon dioxide, due to an increase in the mass transfer coefficients and the holding capacity of the packing.

Таким образом, выполнение насадки для тепломассообменных аппаратов в виде спирали Архимеда, внешний виток которой соединен с поверхностью насадки и образует кольцо, и выполнение спирали Архимеда из материала с эффектом памяти, а также формирование на ее поверхности наклонных каналов с донными отверстиями, позволяет поддерживать оптимальный режим работы насадочного аппарата в широком диапазоне физических параметров рабочих сред, увеличивает скорость процесса массопереноса, приводит к самоочищению насадки, нивелирует явление застойных зон в слое насадки, что в целом повышает производительность тепломассообменного аппарата.Thus, the implementation of the nozzle for heat and mass transfer apparatus in the form of an Archimedes spiral, the outer coil of which is connected to the surface of the nozzle and forms a ring, and the implementation of the Archimedes spiral from a material with a memory effect, as well as the formation of inclined channels with bottom holes on its surface, allows maintaining the optimal mode operation of the packed apparatus in a wide range of physical parameters of the working media, increases the rate of the mass transfer process, leads to self-cleaning of the packing, eliminates the phenomenon of stagnant zones in the packing layer, which generally increases the performance of the heat and mass transfer apparatus.

Claims (1)

Насадка для тепломассообменных аппаратов, выполненная в виде цилиндрического кольца с высотой, равной диаметру, с расположенным внутри элементом в виде спирали Архимеда, отличающаяся тем, что спираль Архимеда изготовлена из материала с эффектом памяти, при этом цилиндрическое кольцо образовано внешним витком спирали, а на ее поверхности выполнены наклонные каналы с донными отверстиями.Nozzle for heat and mass transfer apparatus, made in the form of a cylindrical ring with a height equal to the diameter, with an element in the form of an Archimedes spiral located inside, characterized in that the Archimedes spiral is made of a material with a memory effect, while the cylindrical ring is formed by an outer coil of the spiral, and on its the surface is made of inclined channels with bottom holes.
RU2022104647U 2022-02-22 Nozzle for heat and mass transfer apparatus RU212214U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU212214U1 true RU212214U1 (en) 2022-07-12

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU224892U1 (en) * 2023-12-27 2024-04-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) NOZZLE FOR HEAT AND MASS TRANSFER EQUIPMENT

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1318269A1 (en) * 1985-11-28 1987-06-23 Киевский Технологический Институт Пищевой Промышленности Regular packing for heat-mass exchange apparatus
SU1487959A1 (en) * 1987-06-19 1989-06-23 Mo Khim T I Im Mendeleeva Packing bed
SU1627229A1 (en) * 1988-07-05 1991-02-15 Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических и натуральных душистых веществ Packing for heat-and-mass exchangers
UA53499A (en) * 2002-06-18 2003-01-15 Віталій Іванович Сіренко Contact device of centrifugal heat-mass-exchange apparatus
DE102018003169A1 (en) * 2018-04-18 2019-10-24 4Gene Gmbh Process for mass and heat exchange of liquid phases
RU196444U1 (en) * 2020-01-16 2020-02-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Nozzle for heat and mass transfer processes

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1318269A1 (en) * 1985-11-28 1987-06-23 Киевский Технологический Институт Пищевой Промышленности Regular packing for heat-mass exchange apparatus
SU1487959A1 (en) * 1987-06-19 1989-06-23 Mo Khim T I Im Mendeleeva Packing bed
SU1627229A1 (en) * 1988-07-05 1991-02-15 Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических и натуральных душистых веществ Packing for heat-and-mass exchangers
UA53499A (en) * 2002-06-18 2003-01-15 Віталій Іванович Сіренко Contact device of centrifugal heat-mass-exchange apparatus
DE102018003169A1 (en) * 2018-04-18 2019-10-24 4Gene Gmbh Process for mass and heat exchange of liquid phases
RU196444U1 (en) * 2020-01-16 2020-02-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Nozzle for heat and mass transfer processes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU224892U1 (en) * 2023-12-27 2024-04-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) NOZZLE FOR HEAT AND MASS TRANSFER EQUIPMENT

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU189422U1 (en) NOZZLE FOR HEAT AND MASS-EXCHANGE PROCESSES
US3957931A (en) Fluid-fluid contact method and apparatus
US4111402A (en) Motionless mixer
US4066553A (en) Apparatus with supported tubular membranes for the treatment of fluids
EP0445203A1 (en) Packing in or for a vessel.
RU212214U1 (en) Nozzle for heat and mass transfer apparatus
US2081198A (en) Filter
RU165916U1 (en) MASS-EXCHANGE CAP PLATE
RU192976U1 (en) HEAT AND MASS TRANSFER PLATE
US2376349A (en) Loosely dumped filling body
KR20210046803A (en) Structured packing
JP4161118B2 (en) Gas-liquid contact device and internal heat exchange distillation column using the same
RU169760U1 (en) ABSORBER
RU154002U1 (en) WIRE NOZZLE FOR MASS TRANSFER COLUMNS
CN111659149B (en) Rectifying tower, rectifying system and application thereof
RU174234U1 (en) Distillation column nozzle element
RU224892U1 (en) NOZZLE FOR HEAT AND MASS TRANSFER EQUIPMENT
RU77406U1 (en) REGULAR NOZZLE
RU202051U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
CN111617729B (en) Countercurrent continuous contact unit and countercurrent continuous contact device
RU201934U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU201932U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU200835U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU200777U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU200863U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes