RU2580727C1 - Vortex evaporator-condenser - Google Patents

Vortex evaporator-condenser Download PDF

Info

Publication number
RU2580727C1
RU2580727C1 RU2014149199/05A RU2014149199A RU2580727C1 RU 2580727 C1 RU2580727 C1 RU 2580727C1 RU 2014149199/05 A RU2014149199/05 A RU 2014149199/05A RU 2014149199 A RU2014149199 A RU 2014149199A RU 2580727 C1 RU2580727 C1 RU 2580727C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
liquid
channels
height
washers
Prior art date
Application number
RU2014149199/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Александрович Войнов
Ольга Петровна Жукова
Сергей Александрович Ледник
Денис Андреевич Земцов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" (СибГТУ)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" (СибГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" (СибГТУ)
Priority to RU2014149199/05A priority Critical patent/RU2580727C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2580727C1 publication Critical patent/RU2580727C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to heat and mass transfer devices. Vortex evaporator-condenser, consisting of vertical cylindrical housing with cover and bottom, process unions, heat carrier feed and discharge chambers, cylindrical pipes equipped with fluid distributors and internal tubes, on whose surface there are through channels to side edges of which is tightly attached shaped plate installed in guides washers that form swirlers to provide rotary translation vapor (gas) arranged along height of cylindrical tubes, characterised by that under each swirler support washers are provided with channels for coolant draining, ratio of inner diameter of bearing disc d to cylindrical tube inner diameter D is equal to d/d=0.6-0.9, and in guide washers are made through shaped holes for gas (vapour) movement in axial direction, ratio of distance between two adjacent support washers L to rotary column height for gas-liquid layer H is equal to L/H  1 Η value is equal to
Figure 00000009
H is height of gas-liquid layer, m, h is height of channels in swirler, m; φ-gas content (fraction of gas in liquid), Dst is diameter of cylindrical tube, m, Rzav is swirler radius, m, ug is speed of gas in channels of swirler, m/s, m is weight of rotating water (liquid), kg.
EFFECT: technical result is high efficiency.
1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам и может быть использовано в качестве конденсаторов, испарителей, нагревателей, дефлегматоров, выпарных аппаратов в нефтехимической, химической, микробиологической, пищевой и других отраслях промышленности.The invention relates to heat and mass transfer apparatuses and can be used as condensers, evaporators, heaters, reflux condensers, evaporators in the petrochemical, chemical, microbiological, food and other industries.

Известен пленочный выпарной аппарат со стекающей пленкой, состоящий из вертикального цилиндрического корпуса с крышкой и днищем, снабженного технологическими штуцерами, греющей камерой и камерами для ввода и вывода концентрированного раствора, вторичного пара, трубопроводов для ввода и вывода хладагента, цилиндрических и внутренних труб, патрубков для отвода конденсата вторичного пара. В полости цилиндрических труб по их длине с зазором относительно поверхности цилиндрических и внутренних труб установлены обечайки, в нижней части которых на их наружной поверхности под углом к оси аппарата помещены пластины, обеспечивающие вращательное движение потоку пара [1].Known film evaporator with a flowing film, consisting of a vertical cylindrical body with a lid and a bottom, equipped with technological fittings, a heating chamber and chambers for input and output of concentrated solution, secondary steam, pipelines for input and output of refrigerant, cylindrical and inner pipes, pipes for condensate discharge of secondary steam. In the cavity of cylindrical pipes along their length with a gap relative to the surface of the cylindrical and inner pipes, shells are installed, in the lower part of which plates are placed on their outer surface at an angle to the axis of the apparatus, providing rotational movement to the steam flow [1].

Однако этот аппарат имеет сравнительно небольшую производительность, вследствие низких значений величины коэффициента теплоотдачи, достигаемого при пленочном течении, который 2-4 раза ниже, чем при теплоотдаче во вращающемся слое [2]. Наличие пластин создает вращательное движение только потоку пара (газа), но не обеспечивает вращательное движение жидкости на теплопередающей поверхности и, тем самым, недостаточно интенсифицирует теплообмен.However, this apparatus has a relatively low productivity, due to the low values of the heat transfer coefficient achieved in the film flow, which is 2-4 times lower than in heat transfer in a rotating layer [2]. The presence of the plates creates a rotational movement only to the flow of steam (gas), but does not provide the rotational movement of the liquid on the heat transfer surface and, therefore, does not intensify the heat transfer enough.

Наиболее близким к данной конструкции по технической сущности является пленочный выпарной аппарат со стекающей пленкой [3], состоящий из вертикального цилиндрического корпуса с крышкой и днищем, снабженного технологическими штуцерами и камерами для ввода и вывода концентрированного раствора, греющей камерой, трубопроводами для ввода и вывода хладагента, отвода конденсата вторичного пара. Аппарат снабжен патрубками, цилиндрическими трубами с кольцевой спиралью и распределительным элементом для орошения и внутренними трубами, выполненными в виде змеевика. В кольцевых полостях, образованных цилиндрическими и внутренними трубами, установлены направляющие шайбы, между которыми размещены профилированные пластины, образующие каналы для прохода парожидкостной смеси, у которых одна из боковых кромок размещена по касательной к внутренней поверхности шайбы, причем на боковой поверхности пластин выполнены продольные канавки и установлен лист из пористого материала.The closest to this design in technical essence is a film evaporator with a falling film [3], consisting of a vertical cylindrical body with a lid and a bottom, equipped with technological fittings and chambers for the input and output of a concentrated solution, a heating chamber, pipelines for introducing and removing refrigerant condensate drainage of secondary steam. The apparatus is equipped with nozzles, cylindrical pipes with an annular spiral and a distribution element for irrigation and internal pipes made in the form of a coil. In the annular cavities formed by the cylindrical and inner pipes, guide washers are installed, between which profiled plates are placed that form channels for the passage of the vapor-liquid mixture, in which one of the side edges is placed tangential to the inner surface of the washer, and longitudinal grooves and a sheet of porous material is installed.

Однако данное устройство не позволяет обеспечить высокую производительность аппарата по причине сравнительно низких значений величины коэффициента теплоотдачи со стороны стекающей пленки жидкости аналогично, что и в аппарате, взятом за аналог. Наличие шайб с профилированными пластинами, которые образуют тангенциальные завихрители, также не обеспечивает вращательное движение слоя жидкости на теплопередающей поверхности (величины касательных напряжений силы трения между потоком пара (газа) и жидкостью недостаточны для создания вращающегося слоя на теплопередающей поверхности), что не обеспечивает полное орошение (смачиваемость) теплопередающей поверхности пленкой жидкости при больших тепловых потоках, то есть наблюдается появление сухих несмоченных участков на теплопередающей поверхности, а также сворачивание пленки в жгуты и струи, что неэффективно. При больших расходах пара (газа) обеспечивается вращательно-поступательное перемещение пленки (восходящий либо нисходящий прямоток), что, как уже показано ранее [2], не обеспечивает интенсивный теплообмен.However, this device does not allow to ensure high productivity of the apparatus due to the relatively low values of the heat transfer coefficient from the side of the falling liquid film in the same way as in the apparatus taken as an analog. The presence of washers with profiled plates that form tangential swirls also does not provide rotational movement of the fluid layer on the heat transfer surface (the shear stresses of the friction force between the vapor (gas) flow and the fluid are insufficient to create a rotating layer on the heat transfer surface), which does not provide complete irrigation (wettability) of the heat transfer surface by a liquid film at high heat fluxes, i.e., the appearance of dry, non-wetted areas on the heat transfer the surface, as well as folding the film into bundles and jets, which is ineffective. At high flow rates of steam (gas), rotational-translational movement of the film is provided (ascending or descending forward flow), which, as already shown earlier [2], does not provide intensive heat transfer.

Изобретение решает задачу увеличения производительности по удельной тепловой нагрузке (тепловой поток Q с единицы поверхности F, q=Q/F, Вт/м2), а следовательно, и по испаряемой влаге за счет обеспечения устойчивого вращения газожидкостного слоя.The invention solves the problem of increasing productivity in terms of specific heat load (heat flux Q per unit surface F, q = Q / F, W / m 2 ), and therefore also in terms of evaporated moisture by ensuring stable rotation of the gas-liquid layer.

Под устойчивым вращением понимается полное орошение (смачивание) поверхности и прижатие вращающегося слоя жидкости к теплопередающей поверхности силами инерции и давления на жидкость струй пара (газа), выходящих из каналов завихрителя. Следует отметить, что в заявляемом устройстве вращение жидкости обеспечивается не касательными напряжениями сил трения между вращающимся потоком паром (газа) и жидкостью, а путем воздействия на несжимаемую жидкость, размещенную на опорных шайбах, силы инерции и динамического напора струй.Sustainable rotation is understood as the complete irrigation (wetting) of the surface and the pressing of the rotating fluid layer to the heat transfer surface by inertia and pressure on the liquid by steam (gas) jets leaving the swirler channels. It should be noted that in the inventive device, the rotation of the liquid is provided not by the tangential stresses of the friction forces between the rotating flow of steam (gas) and the liquid, but by acting on the incompressible liquid placed on the supporting washers, the inertia force and the dynamic pressure of the jets.

Технический результат заключается в увеличении производительности за счет обеспечения устойчивого вращения газожидкостного слоя. Вращающийся газожидкостный слой на теплопередающей поверхности обеспечивается инерционной (центробежной) силой и динамическим напором струй газа (пара), выходящих из каналов завихрителя, вытесняющих массу жидкости, размещенную на опорных шайбах, вверх на высоту Н и обеспечивающих вращение этой жидкости за счет крутки объема жидкости, размещенного на опорных шайбах, а не за счет сил трения между газом и стекающей пленкой, как это частично обеспечивается при восходящем или нисходящем прямотоке, что обуславливает интенсивное вращение жидкости при низких расходах пара (газа) и высокой интенсивности теплоотдачи.The technical result is to increase productivity by ensuring stable rotation of the gas-liquid layer. The rotating gas-liquid layer on the heat transfer surface is provided by the inertial (centrifugal) force and the dynamic pressure of the gas jets (steam) emerging from the swirler channels, displacing the mass of liquid placed on the supporting washers up to a height N and providing rotation of this liquid due to twisting of the liquid volume, placed on the supporting washers, and not due to the friction forces between the gas and the falling film, as this is partially ensured by ascending or descending forward flow, which causes intensive rotation of the liquid spine at low cost steam (gas) and high heat transfer intensity.

Указанный технический результат достигается тем, что в вихревом испарителе-конденсаторе, состоящем из вертикального цилиндрического корпуса с крышкой, днищем и технологическими штуцерами, камерами для ввода и вывода теплоносителей, цилиндрических труб, снабженных распределителями жидкости, и внутренними трубами, на поверхности которых выполнены сквозные каналы, к боковым кромкам которых плотно присоединены профилированные пластины, установленные в направляющих шайбах, образующие завихрители, размещенные по высоте цилиндрических труб для обеспечения вращательного движения пара (газа), согласно изобретению под каждым завихрителем установлена опорная шайба, снабженная каналами для перетекания теплоносителя, а в направляющих шайбах выполнены сквозные профилированные отверстия для прохода пара (газа) в осевом направлении, отношение внутреннего диаметра опорной шайбы к внутреннему диаметру цилиндрической трубы равно d/D=0,6-0,9, причем отношение расстояния между двумя опорными шайбами L к высоте столба вращающегося газожидкостного слоя Н выполняется равным

Figure 00000001
The specified technical result is achieved in that in a vortex evaporator-condenser, consisting of a vertical cylindrical body with a cover, a bottom and technological fittings, chambers for the input and output of coolants, cylindrical pipes equipped with liquid distributors, and internal pipes, on the surface of which through channels are made , to the lateral edges of which profiled plates are mounted tightly, mounted in guide washers, forming swirlers placed along the height of cylindrical t UB to ensure the rotational movement of steam (gas), according to the invention, a support washer is installed under each swirl equipped with channels for the flow of coolant, and in the guide washers there are through profiled holes for the passage of steam (gas) in the axial direction, the ratio of the inner diameter of the support washer to the inner the diameter of the cylindrical pipe is d / D = 0.6-0.9, and the ratio of the distance between the two support washers L to the height of the column of the rotating gas-liquid layer H is equal to
Figure 00000001

Наличие опорных шайб, установленных под каждым завихрителем, в которых выполнены каналы для перетекания теплоносителя с одной опорной шайбы на другую, а также выполнение в направляющих шайбах сквозных профилированных отверстий для перемещения пара (газа) в осевом направлении, позволяет обеспечить вращающийся газожидкостный слой на поверхности цилиндрических труб за счет вытеснения жидкости, размещенной на опорных шайбах, струями газа и центробежной силой, что обеспечивает полное орошение (смачиваемость) теплопередающей поверхности при высоких тепловых нагрузках и интенсифицирует процесс теплообмена.The presence of support washers installed under each swirl, in which channels are made for the flow of coolant from one support washer to another, as well as the execution of through profiled holes in the guide washers to move the vapor (gas) in the axial direction, which allows a rotating gas-liquid layer on the surface of cylindrical pipes due to the displacement of the liquid placed on the supporting washers by gas jets and centrifugal force, which ensures complete irrigation (wettability) of the heat transfer surface At high heat loads and intensifies the heat transfer process.

Наличие на опорных шайбах каналов (прорезей, профилированных отверстий) позволяет распределять теплоноситель по опорным шайбам и, тем самым, обеспечивает орошение всей поверхности цилиндрических труб.The presence on the supporting washers of channels (slots, profiled holes) allows you to distribute the coolant among the supporting washers and, thereby, provides irrigation of the entire surface of the cylindrical pipes.

Наличие на направляющих шайбах сквозных профилированных отверстий позволяет пару (газу) беспрепятственно перемещаться в осевом направлении, обеспечивая, тем самым, интенсивное вращение и теплосъем при высоких тепловых нагрузках.The presence of through profiled holes on the guide washers allows the steam (gas) to move freely in the axial direction, thereby providing intensive rotation and heat removal at high heat loads.

Отношение внутреннего диаметра опорной шайбы к внутреннему диаметру цилиндрической трубы, равное d/D=0,6-0,9, позволяет создавать заданную толщину вращающегося газожидкостного слоя. При отношении d/D<0,6 снижается угловая скорость вращения жидкости из-за увеличения ее массы на опорной шайбе, а при d/D>0,9 не обеспечивается орошение поверхности, что в обоих случаях приводит к снижению теплоотдачи, а следовательно, и производительности.The ratio of the inner diameter of the support washer to the inner diameter of the cylindrical pipe, equal to d / D = 0.6-0.9, allows you to create a given thickness of the rotating gas-liquid layer. At a ratio d / D <0.6, the angular velocity of rotation of the liquid decreases due to an increase in its mass on the support washer, and at d / D> 0.9, surface irrigation is not ensured, which in both cases leads to a decrease in heat transfer, and, consequently, and performance.

Выполнение отношения расстояния между двумя опорными шайбами L к высоте столба вращающегося газожидкостного слоя Н равным L/H≤1 позволяет обеспечить полное орошение теплопередающей поверхности (газожидкостный слой Н полностью смачивает теплопередающую поверхность), что позволяет увеличить производительность по удельной тепловой нагрузке.Fulfillment of the ratio of the distance between the two support washers L to the column height of the rotating gas-liquid layer H equal to L / H≤1 allows for complete irrigation of the heat transfer surface (gas-liquid layer H completely moistens the heat transfer surface), which allows to increase productivity in specific heat load.

Расчетная зависимость для определения величины Н получена на основании равновесия сил, действующих на вращающийся газожидкостный слойThe calculated dependence for determining the value of H was obtained based on the balance of forces acting on the rotating gas-liquid layer

Figure 00000002
Figure 00000002

где F - сила, вызванная давлением столба вращающегося газожидкостного слоя;where F is the force caused by the pressure of the column of the rotating gas-liquid layer;

Fин - сила инерции от вращения;F in - the force of inertia from rotation;

Fдин- сила, вызванная давлением струй газа (пара), выходящих из каналов завихрителя.F din - the force caused by the pressure of the jets of gas (vapor) emerging from the channels of the swirler.

Figure 00000003
Figure 00000003

Н - высота газожидкостного слоя, м;H - the height of the gas-liquid layer, m;

h - высота каналов в завихрителе, м;h is the height of the channels in the swirl, m;

φ - газосодержание (доля газа в жидкости);φ - gas content (gas fraction in the liquid);

Dcт - диаметр цилиндрической трубы, м;D c - the diameter of the cylindrical pipe, m;

Rзав - радиус завихрителя, м;R zav - swirl radius, m;

иг - скорость газа в каналах завихрителя, м/с;and g is the gas velocity in the channels of the swirler, m / s;

m - масса вращающейся воды (жидкости), кг;m is the mass of rotating water (liquid), kg;

w - угловая скорость вращения, с-1;w is the angular velocity of rotation, s -1 ;

ρ, ρг - соответственно плотность жидкости и газа, кг/м3.ρ, ρ g - respectively, the density of the liquid and gas, kg / m 3 .

После преобразования имеемAfter the conversion, we have

Figure 00000004
Figure 00000004

где χ - поверхностный коэффициент.where χ is the surface coefficient.

На фиг. 1 представлен общий вид испарителя-конденсатора;In FIG. 1 shows a general view of an evaporator-condenser;

На фиг. 2 представлена часть цилиндрической и внутренней трубы;In FIG. 2 shows part of a cylindrical and inner pipe;

На фиг. 3 представлен разрез цилиндрической трубы по сечению А-А;In FIG. 3 shows a section of a cylindrical pipe along section AA;

На фиг. 4 представлен разрез цилиндрической трубы по сечению Б-Б;In FIG. 4 shows a section of a cylindrical pipe along section BB;

На фиг. 5 представлена схема распределения потоков.In FIG. 5 is a flow distribution diagram.

Вихревой испаритель-конденсатор состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, снабженного крышкой 2 и днищем 3, технологическими штуцерами для ввода 4 пара-(газа) и вывода 5 пара (парогазовой смеси), штуцера 6 для ввода технологического пара и штуцера 7 для отвода конденсата, а также штуцеров 8 и 9 для ввода и вывода теплоносителя (воды). Аппарат снабжен камерами 10 для ввода технологического пара и вывода теплоносителя 11, цилиндрическими трубами 12 с отверстиями для ввода теплоносителя (воды) 13 и распределителя жидкости 14. Аппарат снабжен также внутренними трубами 15, заглушенными сверху, на поверхности которых выполнены сквозные каналы 16, к боковым кромкам которых плотно присоединены профилированные пластины 17, установленные в направляющих шайбах 18 и 19, образующие завихрители 20 для обеспечения вращательно поступательного движения пара (газа), размещенные по высоте цилиндрических труб 12. Под завихрителями 20 на внутренней поверхности цилиндрических труб 12 установлены на расстоянии L опорные шайбы 21, снабженные каналами 22 (отверстиями) для стекания теплоносителя. В направляющих шайбах 18 и 19 выполнены профилированные отверстия 23 для перемещения пара (газа) в осевом направлении цилиндрических труб.The vortex evaporator-condenser consists of a vertical cylindrical body 1, equipped with a cover 2 and a bottom 3, technological fittings for introducing 4 steam (gas) and 5 steam (vapor-gas mixture), fitting 6 for introducing process steam and fitting 7 for condensate drain, as well as fittings 8 and 9 for the input and output of the coolant (water). The apparatus is equipped with chambers 10 for introducing process steam and outputting coolant 11, cylindrical pipes 12 with openings for introducing coolant (water) 13 and liquid distributor 14. The apparatus is also equipped with inner pipes 15, muffled from above, on the surface of which through channels 16 are made, to the side the edges of which are profiled plates 17 tightly mounted in the guide washers 18 and 19, forming swirlers 20 to provide rotationally translational movement of steam (gas), placed along the height of the cylinder tubes 12. Under the swirls 20 on the inner surface of the cylindrical pipes 12, support washers 21 are installed at a distance L, provided with channels 22 (holes) for draining the coolant. In the guide washers 18 and 19, profiled holes 23 are made for moving the vapor (gas) in the axial direction of the cylindrical pipes.

Диаметр цилиндрических труб равен 28-500 мм.The diameter of the cylindrical pipes is 28-500 mm.

Вихревой испаритель-конденсатор работает следующим образом. Теплоноситель (вода) через штуцер 8 подается в аппарат и распределяется на верхней трубной решетке, затем через отверстия 13 и распределитель жидкости 14 поступает на внутреннюю поверхность цилиндрических труб 12 и стекает на опорные шайбы 21. Пар (газ) поступает в аппарат через штуцер 4 и распределяется по цилиндрическим трубам 12, поступает в сквозные каналы 16 и далее в завихрители 20. На выходе из каналов завихрителей 20, образованных профилированными пластинами 17, пар (газ) приобретает вращательное движение и скоростной напор. Вследствие чего струи газа и сила инерции, вызванная вращением, вытесняют жидкость, размещенную на опорных шайбах 21, в виде газожидкостного слоя на высоту Н, обеспечивая его вращение и прижатие к внутренней поверхности цилиндрических труб 12. Кипение вращающегося газожидкостного слоя обеспечивается за счет теплового потока, подводимого через стенку цилиндрических труб 12, вызванного паром, поступающим в аппарат через штуцер 6 в камеру 10. Теплоноситель перетекает на опорные шайбы 21 через каналы 22, а затем поступает в камеру 11 и через штуцер 9 отводится из аппарата. Образованный при кипении пар смешивается с поступающим через штуцер 4 паром (газом) и через профилированные отверстия 23 перемещается в осевом направлении в кольцевом зазоре, образованном цилиндрической трубой 12 и внутренней трубой 15. В верхней части аппарата пар (парогазовая смесь) выводится через штуцер 5. Пар (теплоноситель), подводимый через штуцер 6, сконденсировавшись, отводится через штуцер 7.Vortex evaporator-condenser operates as follows. The coolant (water) through the nozzle 8 is supplied to the apparatus and distributed on the upper tube sheet, then through the holes 13 and the liquid distributor 14 enters the inner surface of the cylindrical pipes 12 and flows onto the supporting washers 21. Steam (gas) enters the apparatus through the nozzle 4 and distributed through cylindrical pipes 12, enters through channels 16 and then into swirls 20. At the outlet of swirls 20 channels formed by profiled plates 17, steam (gas) acquires rotational motion and high-speed pressure. As a result, gas jets and inertia caused by rotation displace the liquid placed on the supporting washers 21 in the form of a gas-liquid layer to a height H, ensuring its rotation and pressing against the inner surface of the cylindrical pipes 12. The boiling of the rotating gas-liquid layer is ensured by the heat flow, supplied through the wall of cylindrical pipes 12, caused by steam entering the apparatus through the nozzle 6 into the chamber 10. The coolant flows onto the supporting washers 21 through the channels 22, and then enters the chamber 11 and through the nozzle 9 discharged from the apparatus. The steam formed during boiling is mixed with the steam (gas) entering through the nozzle 4 and through the profiled openings 23 it moves axially in the annular gap formed by the cylindrical pipe 12 and the inner pipe 15. At the top of the apparatus, steam (vapor-gas mixture) is discharged through the nozzle 5. Steam (coolant) supplied through the nozzle 6, condensing, is discharged through the nozzle 7.

Использование предлагаемого изобретения позволяет увеличить производительность аппарата, снизить капитальные и текущие затраты, а следовательно, и себестоимость выпускаемого продукта.The use of the invention allows to increase the productivity of the apparatus, reduce capital and current costs, and hence the cost of the product.

Источники информации:Information sources:

1. RU №2324516, МКЛ B01D 1/22, 2007 г, бюл. №14, 2008.1. RU No. 2324516, MKL B01D 1/22, 2007, bull. No. 14, 2008.

2. Войнов Н.А., Путинцева Н.А., Вырина Е.Е. Теплообмен в воздушном вихревом конденсаторе, ж. Химическая промышленность №6, т. 90, 2013 г. с. 291-293 (рис. 2 и рис. 4).2. Voinov N.A., Putintseva N.A., Vyrina E.E. Heat transfer in an air vortex condenser, g. Chemical industry No. 6, t. 90, 2013 with. 291-293 (Fig. 2 and Fig. 4).

3. RU №2314139 МКЛ B01D 1/22; B01D 3/28 2006 г, бюл. №1, 2008.3. RU No. 2314139 MKL B01D 1/22; B01D 3/28 2006 g, bull. No. 1, 2008.

Claims (1)

Вихревой испаритель-конденсатор, состоящий из вертикального цилиндрического корпуса с крышкой и днищем, технологическими штуцерами, камерами для ввода и вывода теплоносителей, цилиндрических труб, снабженных распределителями жидкости и внутренними трубами, на поверхности которых выполнены сквозные каналы, к боковым кромкам которых плотно присоединены профилированные пластины, установленные в направляющих шайбах, образующие завихрители для обеспечения вращательно поступательного движения пара (газа), размещенные по высоте цилиндрических труб, отличающийся тем, что под каждым завихрителем установлены опорные шайбы, снабженные каналами для стекания теплоносителя, отношение внутреннего диаметра опорной шайбы d к внутреннему диаметру цилиндрической трубы D равно d/D=0,6-0,9, а в направляющих шайбах выполнены сквозные профилированные отверстия для перемещения пара (газа) в осевом направлении, причем отношение расстояния между двумя соседними опорными шайбами L к высоте столба вращающегося газожидкостного слоя H выполняется равным L/H ≤ 1, где величина H равна
Figure 00000005

H - высота газожидкостного слоя, м,
h - высота каналов в завихрителе, м,
Figure 00000006
- газосодержание (доля газа в жидкости),
Dст - диаметр цилиндрической трубы, м,
Rзав - радиус завихрителя, м,
uг - скорость газа в каналах завихрителя, м/с,
m - масса вращающейся воды (жидкости), кг,
w - угловая скорость вращения, с-1,
Figure 00000007
- соответственно плотность жидкости и газа, кг/м3,
Figure 00000008
- поверхностный коэффициент. Vortex evaporator-condenser, consisting of a vertical cylindrical body with a cover and a bottom, technological fittings, chambers for entering and leaving coolants, cylindrical pipes equipped with liquid distributors and internal pipes, on the surface of which there are through channels, to the side edges of which profiled plates are tightly connected installed in the guide washers, forming swirls to ensure rotationally translational movement of steam (gas), placed along the height of the cylinder pipes, characterized in that under each swirl there are supporting washers equipped with channels for draining the coolant, the ratio of the inner diameter of the supporting washer d to the inner diameter of the cylindrical pipe D is d / D = 0.6-0.9, and in the guide washers through profiled holes for moving the vapor (gas) in the axial direction, and the ratio of the distance between two adjacent support washers L to the column height of the rotating gas-liquid layer H is equal to L / H ≤ 1, where the value of H is
Figure 00000005

H is the height of the gas-liquid layer, m,
h is the height of the channels in the swirl, m,
Figure 00000006
- gas content (gas fraction in the liquid),
D article - the diameter of the cylindrical pipe, m,
R zav - swirl radius, m,
u g - gas velocity in the channels of the swirler, m / s,
m is the mass of rotating water (liquid), kg,
w is the angular velocity of rotation, s -1 ,
Figure 00000007
- respectively, the density of the liquid and gas, kg / m 3 ,
Figure 00000008
- surface coefficient.
RU2014149199/05A 2014-12-05 2014-12-05 Vortex evaporator-condenser RU2580727C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014149199/05A RU2580727C1 (en) 2014-12-05 2014-12-05 Vortex evaporator-condenser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014149199/05A RU2580727C1 (en) 2014-12-05 2014-12-05 Vortex evaporator-condenser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2580727C1 true RU2580727C1 (en) 2016-04-10

Family

ID=55794249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014149199/05A RU2580727C1 (en) 2014-12-05 2014-12-05 Vortex evaporator-condenser

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2580727C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU171384U1 (en) * 2016-12-23 2017-05-30 Закрытое акционерное общество "Южно-Уральский инновационно-технологический центр" (ЗАО "ЮУрИТЦ") DEVICE FOR PRODUCING PURE STEAM
US11320216B2 (en) 2020-01-29 2022-05-03 Hamilton Sundstrand Corporation Insert for evaporator header
CN115507618A (en) * 2022-09-29 2022-12-23 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 Concurrent BOG recondenser

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3472304A (en) * 1967-02-01 1969-10-14 Ivan Frolovich Evkin Falling film evaporator
SU1357029A1 (en) * 1985-05-29 1987-12-07 Институт Проблем Механики Ан Ссср Method of setting heat-mass exchange processes in gas-liqiud system and apparatus for effecting same
RU2252376C2 (en) * 2001-06-01 2005-05-20 Андрей Маркович Войтко Eddy evaporative condenser
RU2354429C1 (en) * 2008-02-18 2009-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" Film evaporating apparatus with climbing film

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3472304A (en) * 1967-02-01 1969-10-14 Ivan Frolovich Evkin Falling film evaporator
SU1357029A1 (en) * 1985-05-29 1987-12-07 Институт Проблем Механики Ан Ссср Method of setting heat-mass exchange processes in gas-liqiud system and apparatus for effecting same
RU2252376C2 (en) * 2001-06-01 2005-05-20 Андрей Маркович Войтко Eddy evaporative condenser
RU2354429C1 (en) * 2008-02-18 2009-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" Film evaporating apparatus with climbing film

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Н.А.Войнов и др., ВИХРЕВАЯ КОНТАКТНАЯ СТУПЕНЬ ДЛЯ БРАЖНЫХ КОЛОНН, химия растительного сырья, 2011, 4, С. 295-300. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU171384U1 (en) * 2016-12-23 2017-05-30 Закрытое акционерное общество "Южно-Уральский инновационно-технологический центр" (ЗАО "ЮУрИТЦ") DEVICE FOR PRODUCING PURE STEAM
US11320216B2 (en) 2020-01-29 2022-05-03 Hamilton Sundstrand Corporation Insert for evaporator header
US11788803B2 (en) 2020-01-29 2023-10-17 Hamilton Sundstrand Corporation Insert for evaporator header
CN115507618A (en) * 2022-09-29 2022-12-23 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 Concurrent BOG recondenser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4838906A (en) Contact-and-separating element
RU2580727C1 (en) Vortex evaporator-condenser
US8500836B2 (en) Centrifugal separator for separating liquid particles from a gas flow
CN106377918A (en) Multi-section combination type non-uniform-division separation plate rectification tower device with gas and liquid regulating controller
US8454736B2 (en) Triple-flow vortex tube
CN105879416A (en) Method for manufacturing thinning multi-folded-face evaporator with surface updating function
Chen et al. Impact of helical baffle structure on heat transfer performance of vertical condensers
CN203810988U (en) Efficient block-preventing heat exchanger
US2560072A (en) Apparatus for fractionation
RU2562482C1 (en) Fractionator
US4364794A (en) Liquid concentration apparatus
RU2314139C1 (en) Film evaporator with the streaming down film
RU2647029C1 (en) Mass-exchange apparatus
RU2406021C1 (en) Instant boiling device
RU2354429C1 (en) Film evaporating apparatus with climbing film
RU2424031C1 (en) Film-type evaporator with thin-sheet flow
TWI356727B (en) Apparatus and method for isolating highly pure pro
JPH082401B2 (en) Reboiler and its use
SU1011185A1 (en) Cyclone froth type scrubber
RU2282115C1 (en) Hydraulic heat-generator
CN103968686A (en) Efficient anti-plugging heat exchanger
JP2018161626A (en) Distillation apparatus
RU171384U1 (en) DEVICE FOR PRODUCING PURE STEAM
RU93292U1 (en) CONTACT ELEMENT FOR HEAT AND MASS EXCHANGE UNITS
RU2184591C1 (en) Climbing film evaporator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161206