SU1128968A1 - Насадка - Google Patents

Abstract

1. НАСАДКА, выполненна  в виде одноосных гипоциклоидных тел, расположенных р дами в шахматном пор дке относительно друг друга, о т л и.ч a ю щ a  с  тем, что, с цепью интенсификации процесса, выпукла  сторона гипоциклоидного тела выполнена ступенчатой. 2. Насадка по -п. 1 ,о т л и ч a ю щ a   с   тем, что ступени выпуклой стороны выполнены в виде жалюзей, a вогнутые стороны перфорированы.3 .Насадка по п.1, отличаю щ a   с   тем, что ступени вьтуклой стороны выполнены в виде рифлений. 4.Насадка по п.1, о т л и ч a ю щ a   с   тем, что гипоциклоидное тело выполнено полым. 5.Насадка по п.1, от л и ч ающ a   с   тем, что профиль гипоцик .лоидного тела имеет сферическую форму . 6.Насадка по п.1, о т ли ч a юща с тем , что профиль гипоциклоидного тела имеет коническую форS му. 7.Насадка по п.1, о т ли ч a щ a   с   тем, что профиль гипоциклоидного тела имеет эллипсоидную форму. 8.Насадка поп.1, отличацщ a   с   тем, что профиль гипоциклоидного тела имеет форму тора.

Description

фиг. 1 Изобретение относитс  к контакт ным устройствам дл  проведени  процессов массо-теплообмена в центробе ных и гравитационных аппаратах и химических реакторах, . .. Известна насадка, выполненна  в виде одноосных гипоциклоидных тел, расположеннь1х р дами в шахматном по р дке относительно друг друга Однако известную насадку невозмо но применить при проведении экзб(эндо термических пpoцedcoв, требующих подвода (отвода) тепла, без непосредственного контакта с взаимодействующими фазами. Следовательно, снижаетс  область применени  данной насадки.. Указанные недостатки .обусловлены тем, что в известной насадке отсутствуют полости дл  подвода теплоносител (хладагента) в контактную зону аппарата.. Цель изобретени  - интенсификаци процесса.. Поставленна  цель достигаетс  те что в насадке, выполненной в виде одноосных гипоциклоидных тел, распо ложенных р дами в шахматном пор дке относительно друг друга, выпукла  сторона гипоциклоидного тела выпол- нена ступенчатой. Целесообразно, чтобы ступени выпуклой стороны были вьтолнены в виде жалюзей, а вогнутые стороны перфорированы . Кроме того. Целесообразно, чтобы ступени выпуклой стороны были выпол нены в виде рифлений. Целесообразно, чтобы гипоциклоид ные тела были выполнены полыми. Кроме того, целесообразно, чтобы профиль гипоциклоидного тела KHQJI сферическую форму. Целесообразно, чтобы.профиль гипоциклоидного тела имел коническую форму. Кроме того, целесообразно, чтобы профиль гипоциклоидного тела имел эллипсоидную форму. Целесообразно, чтобы профиль гипоциклоидного тела имел форму тора. .Размещение насадки в аппарате: гипоциклоидные тела расположены радиалЬно относительно оси ротора с образующей гипоциклоидного тела, параллельной оси ротора, а диаметры описанных окружностей гипоциклоидных тел каждого р да измен ютс  по радиусу аппарата согласно отношени  в случае применени  в центробежном аппарате : гипоциклоидные тела собраны в пакеты и установлены горизонтально или под углом, причем каждый следуй 1 щий пакет повернут относительно предыдущего на 90° - в случае примене .ни  в гравитационньЬс аппаратах. Как в случае применени  насадки в центробежном ,так и,в гравитационномаппарате , гилоциклоидные тела в насадочной зоне аппарата ориентированы таким образом, чтобы выпукла  сторона (ветвь) гипоциклоидно1о тела была обращена к вектору скорости дисперсной фазы. Ориентаци  гипоциклоидных тел в насадочной зоне аппарата указанным образом и выполнение выпуклой стороны (ветви ) гицоциклоидногр тела ступен- чатыми ,жалюзийными или рифлеными позвол ет оптимальным образом использовать зффект многократного обновле- ни  поверхности за счет разрушени  пленки жидкости, движущейс  по выпуклой поверхности гипоциклоидного т.ела с последующим диспергированием.и . редиспергированием капель. Выполнение гипоциклоидньпс Тел полыми позво ет использовать их при проведении экзо(эндо)термических процессов с подключением блоков к коллекторам дл  одачи хладагента (теплоносител ) в полость гипоциклоидного тела. На фиг.1 изображено гипоциклоидное тело, выполненное полым на . фиг.2 - то же, выцукла  сторона (ветвь) выполнена рифленой (канавки могут/быть .выполнень различного профил  и фЬрмы);на -фиг.З -г то ,выпукла  сторона (ветвь ) выполнена ступенча ой на фиг.4 - то же,- выпукла  сторона (ветвь) выполнена жалюзийной, а вогнутые стороны (ветви) перфорированными; на фиг.З - то же, в пла- не и диаметр описанной окружности) на фиг.6 и 7 - различные варианты ориентации гипоциклоидного тела по отношению к вектору скорости (И) дисперсной фазы-, на фиг.В. - гидродинамическа  картина в аппарате, дл  случа , когда насадочна  часть ап парата заполнена гипоциклоидными телами , у которых выпукла  сторона (ветвь) выполнена жалюзийной, а вогнута  сторона (ветви) перфорированной; на фиг.9 - вариант компоновки 311 гиггоциклоидных тел в пакет, предназначенный дл  установки в гравитацион ные аппараты; на фиг.10 - вариант размещени  гипоциклоидных тел в наса дочной части центробежного аппарата , вид в плане; на фиг.11 - профиль одноосного сферичного гипоциклоидного тела; на фиг.12 - профиль одноосного коническогогипоциклоидного тела; на фиг.13 - профиль одноосного эллипсоидального гипоциклоидного тела; на фиг.14 - 16 - профили одноосного гипоциклоидного тела в виде тора; на фиг.14 - плоского кругового тора; на фиг.15 - сферически-кругового тора; на фиг.16.- коническикругового тора. . Насадка выполнена из .набора одноосных гипоциклоидных тел, расположенных с зазором, зазоры между элементами одного р да расположены по .отношению к тем же зазорам соседнего р да в шахматном пор дке. Гйпоциклоидное тело представл ет собой гипоциклоиду с трем  ветв ми, описываемую урарнени ми: (2cos4H-cos24) (2sin«-sin2 ) (2) . . где Г - радиус окружности, tf - угол. При этом выпукла  сторона 1 (ветв может быть выполнена ступенчатой, Ж9ЛЮЗИЙНОЙ или рифленой, с нанесет нием канавок различного профил  ц формы. Гипоциклоидные тела могут быт выполнены полыми, а при выполнении выпуклой стороны (ветви) жалюзийной, вогнутые стороны 2 (ветви) могут быть выполнены перфорированными. Работу насадки рассмотрим дл  слу ча , когда выпукла  сторона 1 (ветвь гипоциклоидного тела выполнена жалюзийной , а вогнута  сторона 2 (ветви ) - перфорироваиной (фиг.4 и 8). Пр  противоточном движении фаз капли дисперсной фазы под действием массовых сил, двига сь в иасадочной зоне аппарата, достигают выпуклой (жалюзийной ) поверхности гипоциклойднЬго тела, ударившись о нее, разрушаютс  и в виде пленки дисперсна  фаза течет по жалюзийной (выпуклой) поверхности . Достигнув кромки первого р да жалюзи, пленка срываетс  с него, разруша сь с образованием новых капель , которые своем движении дос тигают следующего ( по ходу движени ) жалюзи, и далее весь процесс повтор етс . Таким образом, при движении пожа люзийным поверхност м гипоциклоидных тел и в целом в насадочной части аппарата происходит многократное обновление поверхности за счет бесконечного числа актов дроблени  и коалесценции капель дисперсной фазы. Сплошна  фаза, двига сь противотоком К дисперсной, равномерно распредел етс  в насадочной зоне аппарата . Благодар  хорошей обтекаемости гипоциклоидных. тел со стороны сплошной фазы и наличию перфораций на вогнутых поверхност х последних, сплошна  фаза, свободно обтека  гипоциклоидныетела , через перфорации поступает внутрь гипоциклоидного тела, достигнув жалюзийной поверхности, сплошна  фаза через щели в виде струй вытекает из последней, интенсивно взаимодейству  с дисперсной фазой. Таким образом, при противоточном движении фаз в насадочной зоне аппарата осуществл етс  интенсивное взаимодействие фаз, сопровождаемое многократным , систематическим процессом обновлени  межфазной поверхности , выражающеес  через бесконечное число актов разрушеии  и образовани  капель. Все это интенсифицирует процессы , происход щие в апшарате. Был изготовлен Лабораторный вариант предлагаемой насадки, выпол- ненной из набора одноосных гипоцик- лоидных тел, расположенных с зазором, зазоры между элементами одного р да расположены по отношению к тем же зазорам соседнего р да в шахматном пор дке, котора  провер лась дл  случа , когда выпукла  сторона (ветвь) гипоциклоидного тела выполнена жалюзийиой , а вогнутые стороны ветви перфорированными. Данной насадкой была заполнена насадочна  зона центробежного экстрактора диаметром 350 мм. Исследовани  проводились на системе керосин-фенол-вода (извлечение фенола из керосина водой) при объемном соотношении т желой фазы к.легкойЙд/бу. 3/1 и числе оборотов ротора об/мин. Исследовани  показали, что эффективность массобмена (степень извлечени  фенола ) по отношению к прототипу возрастает.на 48-56%. Использование изобретени  позвол ет интенсифицировать процесс

51128968

увеличить интенсивность массобмена , витациоиных аппаратах, и волнообраэиа 48-56% по сравнению с известны- на  насадка - в центробежных экстракми насадками (кольца Рашига - широко торах} позвол ет интенсифицировать примен емыми в промышленности в гра- процесс массообмена.

5 . ; 2 Cft/fou/ cftt фаза

ф ducaepcffcftt фауа лллллл /f effovHOf fff ftfttt

., ffue-d

t V J f % -T t-. ,

A/--- t

V . -.- . Л/ . . . jIl.nXvUlA

.. т

,

/

iV

-. M.

. 10

фиг. 11

Фиг. 11

Фиг /3

Фие. /4

Фиг. 1

. /ff

Claims (8)

1. НАСАДКА, выполненная в виде одноосных гипоциклоидных тел, расположенных рядами в шахматном порядке относительно друг друга, о т л и ч а ющ а яс я тем, что, с целью интенсификации процесса, выпуклая сторона гипоциклоидного тела выполнена ступенчатой.

2. Насадка по ^:п. 1 ,о т л и чающаяся тем, что ступени выпуклой стороны выполнены в виде жалюзей, а вогнутые стороны перфорированы.-

3. Насадка по п.1, отличаю щ а я с я тем, что ступени вьшуклой стороны выполнены в виде рифлений.

4. Насадка по π.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что гипоциклондное тело выполнено полым.

5. Насадка по π.1, отличаю щ а я с я тем, что профиль гипоциклоидного тела имеет сферическую форму.

6. Насадка по п.1, отличаю щ а я с я тем, что профиль гипоциклоидного тела имеет коническую форму.

7. Насадка по п.1, отличаю щ а я с я тем, что профиль гипоциклоидного тела имеет эллипсоидную форму.

8. Насадка поп.1, о т л и ч а χ щ а я с я тем, что профиль гипоциклоидного тела имеет форму тора.

фиг. 1

1 1128968 2