SU1310011A1 - Насадка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к насадкам тепломассообменного аппарата, содержащим основное рифление с каналами и ребра шероховатости. Цель изобретени  - получение опережающего роста интенсивности процесса теп- ломассопереноса по сравнению с энергозатратами путем создани  циркул ционных зон в пленке между соседними ребрами шероховатости. Соотношение между высотой ребер и эквивалент- ньм диаметром канала составл ет 0,02 - 0,05 с целью получени  опережающего роста интенсивности процесса по сравнению с энерго лтратами путем создани  циркул ционных зон в пленке между соседними ребрами шероховатости . 1 ил. с 9 (Л со о

Description

11

Изобретение относитс  к насадкам тепломассообменного аппарата и может быть использовано в химической технологии и в технике кондиционировани  воздуха и дымовых газов,

Цель изобретени  - получение опережающего рост интенсивности процесса тепломассопереноса по сравнению с,энергозатратами путем создани  циркул ционных зон в пленке между соседними ребрами шероховатости.

Указанна  цель достигаетс  тем, что гофрированные насадочные элементы имеют регул рную шероховатость, расположенную поперечно гравитационного стекающей пленке и основному рифлению вдоль или под определенным углом к направлению движени  газового потока, причем соотношение между высотой ребер шероховатости и экви- валентньм диаметром канала составл ет 0,02-0,05, что обеспечивает опережающий рост интенсивности теплообмена .

0.6()2 fW) + f, (Le)

t О .б () fi (Le)J ,

fW) 1,22 - 0,23of -при cL 0,4 f (dl) 1 ,1 при 0 7 0,4

f (oLe) 1/(1- t;d)p.cp /la) f2() 1/(I - fcp VTr/Td)

j и q - диффузионный и тепловой

потоки;

t и Пр - шаг и высота ребра шероховатости; п 2 ii/tp;

(У hp(hp -t- 2 hjj); с и Т - концентраци  и температура; а Л и D - коэффициенты температуропроводности , теплопроводности и диффузии;

Т - теплота фазового перехода; Vj - среднерасходна  скорость в пленке;

h - средн   толщина пленки; S - площадь поверхности переноса - число Льюиса.

12

Коэффициенты переноса массы и тепла в зтом случае определ ютс 

выражени ми:

Р

;, J Jt dS/dcJ - dS

tp0 ip

(/X I q dS/4T dS

10

где величины j П + могут быть получены решением уравнений конвективной диффузии и теплопроводности

Эк

ЗУ

ду

В предположении параболического профил  скорости в жидкостной пленке и протекани  процессов переноса в тонком жидкостном слое у поверхности раздела получим окончательно:

На чертеже схематически представлена предлагаема  насадка.

Устройство включает насадочные элементы 1 , основное рифление 2, ребра 3 шероховатости.

Насадка работает в режиме противотока . Снизу подаетс  газ, а жидкость орошает верхний торец насадки. Благодар  наличию поперечной шероховатости жидкость равномерно растекаетс  по поверхности гофрированных

листов. При определенных значени х tp и hp (отношении hp/tp) на поверхности жидкостной пленки формируютс  сто чие волны с длиной, равной шагу ребер шероховатости. Между соседними

31

ребрами (гребешками сто чих волн) образуютс  циркул ционные зоны,обеспечивающие перемешивание пленки и интенсификацию процессов переноса. Анализ полученных дпж/ и f выра жений приводит к выводу о существовании оптимального соотношени  hp/tp, которому соответствует максимальный рост интенсивности переноса при равнозначном росте энергозатрат Эта величина составл ет hp/tp 0,04-0,08. При этом величина hp не должна превышать половины средней толщины жидкостной пленки и в услови х многоканальной системы со- отношение hp и dj (эквивалентный диаметр каналов насадки) должно составл ть hp/d9r 0,02-0,05.

Осуществление процесса рациональной интенсификации тепломассообмена св зано с выполнением турбилизато- ров в канапе, имеющих определенное значение соотношени  шага и высоты последних дл  достижени  поставленной цели.

В качестве критери , определ ющего процесс рациональной интенсификации теплообмена в отечественной и зарубежной практике используют компN hVN ,

леке 77 - предложенный дл 

f . конвективного теплообмена, где N ,

N - число Нуссельта дл  гладкой и шероховатой поверхностей; f fш коэффициент трени  дл  гладкой и ше- роховатой поверхностей соответственно .

Процесс рациональной интенсификации теплообмена осуществл етс  при

N VN«

-----у- -7, 1 . Это означает, что

f гл Гц/

при определенном соотношении высоты (h), шага (t) турбулизаторов и эквивалентного диаметра канала можно получить положение, при котором рост

/0 5

0 -5

0

5

0

5

I4

интенсивности процессов обмена превышает рост энергозатрат на его реализацию . Последнее обсто тельство становитс  возможным за счет турбулиза- ции не всего потока жидкости, а только в зкого подсло , что одновременно приводит к генерации вихрей между элементами шероховатости, снижа  потери на трение.

Особенно важен вопрос турбулиза- ции пристенных слоев жидкости дл  контактных систем газ - жидкость, где в пленке жидкости зачастую сосредоточено 30-60% общего термического сопротивлени  системы. Соотношение h/d меньше чем 0,02 приводит к недостаточной интенсивности вихреобра- зовани  и ламинарному течению в зкого подсло . При соотношении h/d большем 0,05 область вихреобразова- ни  распростран етс  на  дро потока. При этом энергозатраты растут без увеличени  интенсивности теплообмена.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Насадка с регул рной шероховатостью поверхности, собранна  из от- де}1ьньгх листов с расположением ребер шероховатости поперечно гравитационно стекающей пленке и основного рифлени  вдоль либо под углом к направлению движени  газового потока, при этом образующего каналы, отличающа с  тем, что, с целью получени  опережающего роста интенсивности процесса тепломассопсрено- са по сравнению с-энергозатратами путем создани  циркул ционных зон в пленку между соседними ребрами шероховатости , соотношение между высотой ребер шероховатости и экв1гвалентным диаметром канала составл ет 0,02 - 0,05.

   Редактор С.Лисина

   Составитель.А.Сондор Техред А.Кравчук

   Заказ 1818/5Тираж 657Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , А

   Корректор С.Черни