SU1500351A1 - Насадка дл тепломассообменных аппаратов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к насадкам тепломассообменных аппаратов дл  систем газ (пар) - жидкость дл  проведени  процессов абсорбции, десорбции, ректификации, увлажнени  и осушки газа в химической, нефтехимической и смежных отрасл х промышленности. Цель изобретени  - интенсификаци  тепломассообмена, снижение металлоемкости и улучшение технологичности изготовлени . Насадка содержит два установленных под пр мым углом друг к другу полуцилиндра 1 с продольными щел ми, раздел ющими их поверхность на пластины дугового профил  с закругленными углами, и перегородку, соедин ющую полуцилиндры между собой. Пластины дугового профил  выполнены из двух сопр женных между собой элементов с разными радиусами кривизны. Элемент 6 с меньшим радиусом кривизны сопр жен с перегородкой. Пластины дугового профил  и перегородка могут быть выполнены перфорированными. 1 з.п.ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Description

Фиг.

150

Изобретение относитс  к насадкам тепломассообмениых аппаратов дл  систем газ (пар)-жидкость, обеспечивающих проведение процессов абсорбции, десорбции, ректифика1щи, увлажнени  и осушки газа в химической, нефтехимической и смежных отрасл х промышленности .

Цель изобретени  - интенсификаци  процессов тепломассообмена за счет увеличени  удельной поверхности и улучшени  омываемости внутренних поверхностей , снижение металлоемкости и улучшение технологичности изготов- лени .

На фиг. 1 показана насадка, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид слева; на фиг. 3 - то же, вид сверху.

Насадка содержит два установлен- kbix под пр мым углом друг к другу полуцилиндра 1 с продольными щел ми 2, раздел ющими их поверхность на пластины 3 дугового профил . Между полуцилиндрами размещена квадратна  перегородка 4, соедин юща  между собой пластины дугового профил , которые выполнены из двух сопр женных между собой элементов 5 и 6 с разными радиусами кривизны. Элемент 6с меньшим радиусом кривизны сопр жен по касательной с перегородкой 4. На всех углах пластин дугового профил  выполнены срезы 7 в виде плавных закруглений при этом радиусы кривиз ны элементов пластин определ ютс  по формулам,;

R 0,6 а + 0,23 В ; (1) г 0,1 а + 0,23 ; (2) где а - сторона перегородки; R, г - больший и меньший радиусы кривизны элементов пластин дугового профил ; о - ширина щели.

Пластины дугового профил  с тор- цовых концов полуцилиндров имеют свободные зоны 8, yлyчшaюш e смачиваемость внутренних поверхностей насадки .

Пластины 3 дугового профил  и пер городка 4 могут быть вьтолнены пер форированными.

J

материала практически отсутствуют, что обеспечивает материалосбережение

Насадка работает следующим образом .

Элементы насадки загружают в аппарат внава-  и размещают на опорной решетке. Газ подают в аппарат снизу под решетку. Жидкость подают на слой насадки сверху. .Перемеща сь сверху вниз, жидкость смывает поверхность элементов насадки, контактирует с газом, движущимс  противотоком. При этом между газом и жидкостью протекают процессы тепломассообмена.

При изготовлении насадки пластина крестообразной заготовки со стороной квадрата а загибаетс  по линии сЬп (фиг,1), образу  пластину дугового профил .

Отсюда следует, что

cb+bn а. (3)

Длины дуг секторов сЬ и Ьп равны

сЬ . (90 .

р); (4)

, ,, 1ГГ ,„,,0 л И

Ьп (90 -1Ь ---).

Угол |} наход т из выражени  (фиг, 1)

1Г

sin 6 -.

I R-r,

При малых углах , что имеет месо в данном случае, .

Следовательно,

1§0

iT

г

R-r

(6)

Так как ширина щели S значительно меньше длины дуги полуцилиндра и угол )г «Cf), с достаточно высокой точностью можно считать, что 8 равна длине дуги, опирающейс  на угол .

Тогда

R

---- V 1800 ()

Откуда

у 1801

И TR

(7)

Заготовка насадки имеет крестообразную форму, основание и пластины которой представл ют собой одинако вые квадраты со стороной а.

При изготовлении таких заготовок из лис;та одом штамповки отходы

Подставл   выражени  (4), (5), (6) и (7) в равентсво (3), получают

55

iri2 r 180° L

JLR 90°- 80

180°r

.tf г- I

° 90

г

R-r

/s. или, j- R

- 2 2

(8)

При малых значени х угла /3 (когда cos 3 близок к единице) можно записать приближенное равенство

R-r - 0,5а 0.

(9)

10

Реша  совместно уравнени  (8) и (9), получают формулы дл  расчета радиусов секторов (1) и (2).

При изготовлении заготовки предлагаемой неперфорированной насадки отходы материала практически отсутствуют . В то же врем  при изготовлении заготовки неперфорированной без косых срезов насадки-прототипа отходы материала составл ют 9,8%.

15

Интенсивность тепломассообменных , процессов зависит не только от чисто геометрической поверхности, но и от смоченной поверхности, от степени омываемости внутренних поверхностей насадки. Смоченна  поверхность, степень омываемости внутренних поверхностей , при прочих равных услови х зависит от конструкции элементов насадки.

Срезы выполнены на углах пластин дугового профил  по одну сторону от (перегородки, поэтому проницаемость ; жидкости внутрь насадки через вырезы имеет место при определенном ее расположении (вырезами вверх) .

Основным способом улучшени  сма500351 6

косых срезов и щели между пластинами дугового профил  к площади полуцилиндров .

В таблице приведено сопоставление 1

характеристик насадки по предлагаемому решению с насадкой-прототипом при R 31,15 мм, и 5 мм с косыми срезами под максимально рекомендуемым углом, равным 70.

Данные таблицы показывают, что при изготовлении предлагаемой неперфорированной насадки отходы, св занные с выполнением срезов на углах пластин дугового профил  в виде плавных закруглений, незначительны по сравнению с отходами при изготовлении насадки-прототипа. Удельна  поверхность предлагаемой насадки на 9% больше, чем у известной.

Проницаемость дл  жидкости предлагаемой насадки, а следовательно, смачиваемость (омываемость) внутренних поверхностей также превосход т 25 соответствующие характеристики известной насадки.

В предлагаемом решении открытые, зоны 8 и срезы на углах пластин дугового профил  имеютс  с обеих сторон перегородки, поэтому проницаемость жидкости внутрь насадки, улучшение смачиваемости (омываемости) ее внутренних поверхностей достигаетс  при любой ориентации элементов насадки в аппарате.

Таким образом, выполнение пластин дугового профил  из двух сопр женных между собой элементов с разными радиусами кривизны, выполнение элемента

20

30

35

чиваемости в данной конструкции  вл - 40 меньшим радиусом кривизны сопр женетс  наличие четырех зон 8, расположенных с торцовых-сторон полуцилиндров .

Этот способ-эффективен и не сопровождаетс  уменьшением удельной поверхности и увеличением отходов материала при изготовлении насадки.

Сравнивают неперфорированные предлагаемую насадку при мм и О

5 мм и насадку-прототип. Предлагав- CQ. риала при изготовлении насадки, что

обеспечивает материалосбережение и улучшает технологичность изготовлени .

ма  насадка имеет следующие размеры: г 6,15 мм; R 31,15 мм. Выраженное в процентах отношение поверхностей открытых зон 8 к поверхности полуцилиндров, характеризующее степень проницаемости предлагаемой неперфорированной насадки дл  жидкости, Р 24,3%. Дл  насадки-прототипа Р - отношение площади вырезов с помощью

ным с перегородкой и закруглени ми .на всех углах пластин дугового профил , вьшолнение, размеров насадки по предлагаемым формулам увеличивает 4g удельную поверхность, улучшает омываемость (смачиваемость) внутренних поверхностей, что обеспечивает повышение интенсивности процессов тепломассообмена , уменьшает отходы мате55

обеспечивает материалосбережение и улучшает технологичность изготовлени .

Claims (2)

1. Насадка дл  тепломассообменных аппаратов, содержаща  два установлен- пр мь№1 углом друг к другу

полуцилиндра с продольны у1и щел ми, раздел ющими их поверхность на пластины дугового профил  со срезами в одном из полуцилиндров, и перегородку , соедин ющую их между собой,, отличающа с  тем, что, с целью ийтенсификации процессов тепломассообмена за счет увеличени  удельной поверхности и улучшени  омы- ваемости внутренних поверхностей, снижени  металлоемкости и улучшени  технологичности изготовлени , пластины дугового профил  выполнены из двух сопр женных между собой элементов с разньми радиусами кривизны, элемент с меньшим радиусом кривизны

Предлагаема  1,0 24,3

а

Прототип

19 ,-8 11,6 а

Рцл - удельна  поверхность.

оЧ

сопр жен с .перегородкой, срезы выполнены в виде закруглений всех углов пластин дугового профил , при этом радиусы кривизны элементов пластин определ ютс  по формулам R 0,6а + 0,23, г 0,1а + 0,23, где а - сторона перегородки; R, г - больший и меньший радиусы кривизны элементов пластин дугового профил ; и - ширина щели.

2. Насадка поп.||,отлич,аю- щ а   с   тем, что пластины дугового профил  и перегородка выполнены перфорированными.

При любой ориентации насадки

При ориентации вьфеза- ми вверх

/

5 Ч

Фиг.З