RU2480274C2 - Regular adapter for heat-and-mass exchange apparatuses - Google Patents
Regular adapter for heat-and-mass exchange apparatuses Download PDFInfo
- Publication number
- RU2480274C2 RU2480274C2 RU2010154226/05A RU2010154226A RU2480274C2 RU 2480274 C2 RU2480274 C2 RU 2480274C2 RU 2010154226/05 A RU2010154226/05 A RU 2010154226/05A RU 2010154226 A RU2010154226 A RU 2010154226A RU 2480274 C2 RU2480274 C2 RU 2480274C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elements
- nozzle
- adapter
- height
- section
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nozzles (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Регулярная насадка для тепло-массообменных аппаратов относится к конструкциям регулярных насадок, которые применяются в процессах тепло-массообмена в градирнях при осуществлении испарительного охлаждения воды в замкнутых системах оборотного водоснабжения, абсорбции очистки и осушки природного газа, а также в качестве смесителей жидких и газовых потоков, в качестве контактных элементов в конденсаторах смешения и биофильтрах и может найти применение в технологических процессах теплоэнергетики, химической, нефтяной, газовой, пищевой и парфюмерной отраслях промышленности.A regular nozzle for heat and mass transfer apparatus refers to the designs of regular nozzles that are used in heat and mass transfer processes in cooling towers during evaporative cooling of water in closed circulating water supply systems, absorption cleaning and drying of natural gas, as well as liquid and gas flow mixers, as contact elements in mixing capacitors and biofilters and can find application in technological processes of heat power engineering, chemical, oil, gas, food perfumery industries.
Известна регулярная насадка в виде секции вертикальных гофрированных листов (SU №1674950, B01D 53/20).Known regular nozzle in the form of a section of vertical corrugated sheets (SU No. 16494950, B01D 53/20).
Недостатком таких насадок является ее сравнительно высокое гидравлическое сопротивление при невысокой эффективности.The disadvantage of such nozzles is its relatively high hydraulic resistance at low efficiency.
Наиболее близким по технической сущности и достижению эффекта является регулярная насадка для тепло- и массообменных аппаратов, выполненная в виде секций, собранных из параллельно уложенных в ряды полых элементов с капельным профилем (SU №1599081, B01D 53/20).The closest in technical essence and achievement of the effect is a regular nozzle for heat and mass transfer apparatus, made in the form of sections assembled from parallel hollow elements arranged in rows with a droplet profile (SU No. 1599081, B01D 53/20).
Недостатком таких насадок при коридорном расположении элементов секции является то, что значительная часть реагирующих потоков проходит байпасом по сквозным прямым каналам между соседними элементами, образующими секцию регулярной насадки, что снижает эффективность процессов тепло- и массообмена. В случае шахматного расположения элементов секции эффективность процессов тепло- и массообмена несколько увеличивается, но при этом существенно возрастает гидравлическое сопротивление насадки. К недостаткам такой конструкции также относится недостаточно интенсивная турбулизация контактирующих потоков внутри секции насадки и, как следствие, несущественное повышение эффективности тепло- и массообменных процессов.The disadvantage of such nozzles in the corridor arrangement of the section elements is that a significant part of the reacting flows is bypassed through straight channels between adjacent elements forming the regular nozzle section, which reduces the efficiency of heat and mass transfer processes. In the case of staggered arrangement of the elements of the section, the efficiency of heat and mass transfer processes increases slightly, but the hydraulic resistance of the nozzle increases significantly. The disadvantages of this design also include insufficiently intensive turbulization of the contacting flows inside the nozzle section and, as a result, an insignificant increase in the efficiency of heat and mass transfer processes.
Также недостатками известных конструкций является то, что их наибольшие тепло- и массообменная эффективность процесса проявляются при проведении определенных технологических процессов, где гидравлическое сопротивление не является лимитирующим, что ограничивает область их применения.Also, the disadvantages of the known designs is that their greatest heat and mass transfer efficiency of the process is manifested during certain technological processes, where the hydraulic resistance is not limiting, which limits the scope of their application.
Задача изобретения - интенсификация процессов тепло- и массообмена в регулярных насадках, при одновременном снижении гидравлического сопротивления.The objective of the invention is the intensification of the processes of heat and mass transfer in regular nozzles, while reducing hydraulic resistance.
Технический результат, который может быть получен при использовании данного изобретения, заключается в повышении тепло- и массообменной эффективности регулярных насадок для тепло- и массообменных аппаратов и градирен.The technical result that can be obtained using this invention is to increase the heat and mass transfer efficiency of regular nozzles for heat and mass transfer apparatus and cooling towers.
Указанный технический результат достигается тем, что в регулярной насадке для тепло-массообменных аппаратов поверхность элементов выполнена в виде секций, установленных в несколько ярусов по высоте аппарата, собранных из параллельно уложенных в ряды каплевидных элементов, концы каплевидного элемента в острой кромке профиля соединены посредством стержня, а поверхность каплевидных элементов выполнена из лавсановых мононитей в виде сетки, причем закругленная кромка профиля ориентирована навстречу газовому потоку, а острая кромка навстречу потоку жидкости, угол атаки указанных элементов по отношению к газовому потоку находится в пределах от 0° до 20°, элементы расположены в шахматном порядке, при этом их ориентация в соседних рядах по высоте аппарата выполнена с противоположным наклоном относительно друг друга и со смещением по горизонтали на величину, равную 1.0-3.0 ширины элемента насадки, а шаг элементов в каждом ряду равен 1.5-3.5 ширины элемента насадки, причем высота элемента составляет 4.0-8.0 ширины элемента насадки. А элементы насадки в каждом ярусе аппарата круглого сечения образуют восьмилепестковую конструкцию и в соседних по высоте рядах смещены относительно друг друга на величину, равную 10-40°.The specified technical result is achieved by the fact that in a regular nozzle for heat and mass transfer apparatuses, the surface of the elements is made in the form of sections installed in several tiers along the height of the apparatus, assembled from parallel teardrop-shaped elements, the ends of the teardrop-shaped element in the sharp edge of the profile are connected by a rod, and the surface of the drop-shaped elements is made of lavsan monofilaments in the form of a mesh, with the rounded edge of the profile oriented towards the gas flow, and the sharp edge of the can speech to the fluid flow, the angle of attack of these elements relative to the gas flow is in the range from 0 ° to 20 °, the elements are staggered, while their orientation in adjacent rows along the height of the apparatus is made with an opposite inclination relative to each other and with an offset horizontally by an amount equal to 1.0-3.0 of the width of the nozzle element, and the pitch of the elements in each row is 1.5-3.5 of the width of the nozzle element, and the height of the element is 4.0-8.0 of the width of the nozzle element. And the nozzle elements in each tier of the circular apparatus form an eight-petal structure and are displaced relative to each other by an amount equal to 10–40 ° in the rows adjacent in height.
На фиг.1 изображена секция собранных из нескольких рядов по высоте каплевидных насадок в шахматном порядке; на фиг.2 в изометрии показан элемент насадки; на фиг.3 - элементы насадки секции в аппарате прямоугольного сечения расположены под углом 90° относительно элементов насадки в соседних секциях; на фиг.4 показаны элементы насадки в соседних по высоте ярусах, элементы выполнены со смещением относительно друг друга на величину, равную от 10 до 40° в аппаратах круглого сечения.Figure 1 shows a section assembled from several rows in height of drop-shaped nozzles in a checkerboard pattern; figure 2 in isometric shows the element of the nozzle; figure 3 - the elements of the nozzle sections in the apparatus of rectangular cross section are located at an angle of 90 ° relative to the nozzle elements in adjacent sections; figure 4 shows the elements of the nozzle in adjacent tiers of height, the elements are made with an offset relative to each other by an amount equal to from 10 to 40 ° in the apparatus of circular cross section.
Регулярная насадка для тепло-массообменных аппаратов выполнена в виде секций 1, собранных из параллельно уложенных в ряды каплевидных элементов высотой l, установленных в несколько ярусов по высоте аппарата элементов 2, 3, 4, концы каплевидных элементов в острой кромке профиля соединены посредством стержня 5 и расстояние между рядами элементов 2, 3, 4 по вертикали z составляет 0.7-1.5 высоты элемента, угол атаки α указанных элементов по отношению к газовому потоку находится в пределах от 0° до 20°, элементы расположены в шахматном порядке, при этом их ориентация в соседних рядах по высоте аппарата выполнена с противоположным наклоном относительно друг друга и со смещением по горизонтали t на величину, равную 1.0-3.0 ширины элемента насадки, а шаг элементов m в каждом ряду равен 1.5-3.5 ширины элемента насадки, причем высота l элемента составляет 4.0-8.0 ширины элемента насадки h. А элементы насадки в каждом ярусе аппарата круглого сечения образуют восьмилепестковую конструкцию и в соседних по высоте ярусах смещены β относительно друг друга на величину, равную 10-40°.The regular nozzle for heat and mass transfer apparatuses is made in the form of
Регулярная насадка работает следующим образом. Жидкая фаза подается равномерно на верхнюю часть секций, собранных, например, из параллельно уложенных в ряды каплевидных элементов, уложенных в горизонтальные ряды 2, 3, 4, и стекает по их поверхностям в виде тонкой пленки и капельных струек жидкости, контактируя с восходящими потоками газа, по свободным косым каналам под углом α, образованным смещением в параллельных рядах элементов насадки. Таким образом, массообмен между жидкостью и газом происходит в наиболее эффективном капельно-пленочном режиме течения жидкости. Косонаправленные каналы, образованные со смещением элементов насадки в соседних параллельных рядах, обеспечивают увеличение пути прохождения контактирующих потоков в объеме аппарата, а также условия для более полного омывания потоками всей поверхности насадки.A regular nozzle works as follows. The liquid phase is fed evenly to the upper part of the sections, collected, for example, from parallel drop-shaped elements arranged in rows, laid in
Эффективность процесса тепло- и массообмена при этом в исследованном диапазоне нагрузок по газу 0÷3.0 м/с и по жидкости 0÷10.0 м3/(м2·ч) увеличивается до 10%.The efficiency of the process of heat and mass transfer in this case in the studied range of gas loads 0 ÷ 3.0 m / s and liquid 0 ÷ 10.0 m 3 / (m 2 · h) increases to 10%.
Опытным путем установлено, что регулярная насадка в виде секций из многоуровневых групп элементов насадки, обладает свойством равномерного перераспределять потоки жидкости по всему поперечному сечению секции насадки, даже при недостаточно равномерной первоначальной раздаче жидкости на входе в секции насадки из-за дефектов водораздающей форсунки аппарата.It has been experimentally established that a regular nozzle in the form of sections from multilevel groups of nozzle elements has the property of uniformly redistributing fluid flows over the entire cross section of the nozzle section, even if the initial distribution of fluid at the inlet to the nozzle section is not uniform due to defects in the water-dispensing nozzle of the apparatus.
Выполнение насадки в виде каплевидного сечения позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление со стороны воздуха.The implementation of the nozzle in the form of a drop-shaped section allows to reduce the hydraulic resistance from the air side.
Компоновка секции насадки с шагом между соседними элементами насадки в каждом ряду в пределах от 1.5 до 3.5 ширины элемента насадки h обусловлено следующим. Нижний предел - 1.5h объясняется тем, что дальнейшее сужение «живого сечения» свободных каналов приводит к заметному росту гидравлического сопротивления насадки, что нежелательно. Верхний предел - 3.5h объясняется тем, что при дальнейшем увеличении шага между соседними насадками в рядах секции существенно снижается удельная поверхность насадки, что также нецелесообразно.The layout of the nozzle section with a step between adjacent nozzle elements in each row ranging from 1.5 to 3.5 the width of the nozzle element h is due to the following. The lower limit - 1.5h is explained by the fact that a further narrowing of the "live section" of free channels leads to a noticeable increase in the hydraulic resistance of the nozzle, which is undesirable. The upper limit of 3.5h is explained by the fact that with a further increase in the step between adjacent nozzles in the rows of the section, the specific surface of the nozzle substantially decreases, which is also impractical.
Смещение элементов насадок в параллельных рядах секции насадки в пределах от 1.0 до 3.0 ширины элемента насадки h обусловлено требованиям оптимизации условий для обеспечения максимальной эффективности процесса тепло-массообмена при минимальном гидравлическом сопротивлении за счет организации множества взаимодействующих во всем объеме секции регулярной насадки косонаправленных каналов для турбулизации потока газовой фазы и увеличения поперечного перемешивания контактирующих потоков.The displacement of the nozzle elements in parallel rows of the nozzle section in the range from 1.0 to 3.0 of the nozzle element width h is due to the requirements of optimizing conditions to ensure maximum efficiency of the heat and mass transfer process with minimal hydraulic resistance due to the organization of a multitude of oblique channels interacting throughout the entire section of the regular nozzle for turbulent flow gas phase and increase transverse mixing of the contacting flows.
Выполнение насадки в виде каплевидного сечения позволяет дополнительно интенсифицировать тепло- и массообмен на 7-10% в процессах испарительного охлаждения оборотной воды в вентиляторных градирнях.The implementation of the nozzle in the form of a drop-shaped section allows you to further intensify heat and mass transfer by 7-10% in the processes of evaporative cooling of the circulating water in the cooling towers.
Предлагаемая регулярная насадка позволяет повысить эффективность на 10-15% в процессах охлаждения жидкостей, абсорбции и т.п. за счет увеличения поперечного перемешивания и турбулизации потоков, проста в изготовлении - отдельные ее каплевидные элементы изготавливают методом горячей прессовки.The proposed regular nozzle can increase the efficiency by 10-15% in the processes of cooling liquids, absorption, etc. due to the increase in transverse mixing and turbulization of flows, it is easy to manufacture - its individual drop-shaped elements are made by hot pressing.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010154226/05A RU2480274C2 (en) | 2010-12-30 | 2010-12-30 | Regular adapter for heat-and-mass exchange apparatuses |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010154226/05A RU2480274C2 (en) | 2010-12-30 | 2010-12-30 | Regular adapter for heat-and-mass exchange apparatuses |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010154226A RU2010154226A (en) | 2012-07-10 |
RU2480274C2 true RU2480274C2 (en) | 2013-04-27 |
Family
ID=46848181
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010154226/05A RU2480274C2 (en) | 2010-12-30 | 2010-12-30 | Regular adapter for heat-and-mass exchange apparatuses |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2480274C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2751768C1 (en) * | 2020-08-14 | 2021-07-16 | Общество с ограниченной ответственностью научно-исследовательский и проектный институт "ПЕГАЗ" | Package of contact elements, contact device and cross-flow packed column with their use |
RU2800161C1 (en) * | 2022-01-13 | 2023-07-19 | Василий Васильевич Трифонов | Regular nozzle section for heat and mass transfer apparatus |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1599081A1 (en) * | 1988-10-10 | 1990-10-15 | Уфимский Нефтяной Институт | Crossed regular packing |
EP1016457A2 (en) * | 1998-12-28 | 2000-07-05 | Nippon Sanso Corporation | Vapour-liquid contactor, cryogenic air separation unit and method of gas separation |
US7476297B2 (en) * | 2001-12-06 | 2009-01-13 | Basf Se | Device and method for carrying out heterogeneously-catalysed reactive distillations in particular for the production of pseudoionone |
-
2010
- 2010-12-30 RU RU2010154226/05A patent/RU2480274C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1599081A1 (en) * | 1988-10-10 | 1990-10-15 | Уфимский Нефтяной Институт | Crossed regular packing |
EP1016457A2 (en) * | 1998-12-28 | 2000-07-05 | Nippon Sanso Corporation | Vapour-liquid contactor, cryogenic air separation unit and method of gas separation |
US7476297B2 (en) * | 2001-12-06 | 2009-01-13 | Basf Se | Device and method for carrying out heterogeneously-catalysed reactive distillations in particular for the production of pseudoionone |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2751768C1 (en) * | 2020-08-14 | 2021-07-16 | Общество с ограниченной ответственностью научно-исследовательский и проектный институт "ПЕГАЗ" | Package of contact elements, contact device and cross-flow packed column with their use |
RU2800161C1 (en) * | 2022-01-13 | 2023-07-19 | Василий Васильевич Трифонов | Regular nozzle section for heat and mass transfer apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010154226A (en) | 2012-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7959133B2 (en) | Grid falling film devolatilizer | |
JP5794775B2 (en) | Gas-liquid contact plate, gas-liquid contact laminate block body, gas-liquid contact laminate structure, and gas purification device | |
JP6855765B2 (en) | Gas-liquid contact device | |
EP2741833B1 (en) | Apparatus and method for contacting a gas and liquid | |
Khafizova et al. | The study of gas-liquid flow dynamics in the inclined-corrugated elements of cooling tower filler unit | |
RU2480274C2 (en) | Regular adapter for heat-and-mass exchange apparatuses | |
RU2480273C2 (en) | Regular adapter for heat-and-mass exchange apparatuses | |
Patil et al. | Design and analysis of cooling tower | |
RU165690U1 (en) | JET FILM CONTACT DEVICE FOR HEAT AND MASS EXCHANGE PROCESSES | |
RU2457026C1 (en) | Regular packing for heat-and-mass exchange apparatuses | |
CN108905580B (en) | Wet desulfurization tower provided with ridge type tray | |
KR20210046803A (en) | Structured packing | |
RU2309356C1 (en) | Spraying unit of the water-cooling tower | |
RU2742852C1 (en) | Cooling tower sprinkler unit | |
RU171022U1 (en) | CONTACT DEVICE WITH FILM LIQUID FLOW FOR HEAT AND MASS EXCHANGE DEVICES | |
RU2359749C2 (en) | Regular packing for heat-mass-exchange apparatus | |
RU2332246C1 (en) | Film-type enthalpy exchanger | |
RU2596076C2 (en) | Spray grid for dropping zones or spraying | |
RU2461406C2 (en) | Mass exchange contact device for interaction of fluid and gas | |
JP7167513B2 (en) | Gas-liquid contactor | |
Dmitrieva et al. | New combination packing for heat-and mass-exchange vessels | |
RU2546934C1 (en) | Horizontal steam generator | |
US20240149212A1 (en) | Gas capture system | |
RU126265U1 (en) | MASS EXCHANGE DEVICE (OPTIONS) | |
RU2491488C2 (en) | Polymer pipe of cooling tower sprinkler |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151231 |