SU1716267A1 - Устройство дл обработки воздуха - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к кондиционированию воздуха и позвол ет интенсифицировать тепломассообмен, снизить гидравлическое сопротивление и уменьшить габариты. В корпусе 17 установлена цилиндрическа  камера 1 с активным соплом 20 и тангенциальными патрубками 3 подвода воздуха, камера 1 опущена в емкость 4 с охладителем.жидкости 6. вы полненным в виде плоского теплообменника, состо щего из секций 11, на верхней части которых расположено или сопло 14, или трубка 15, секции 11 соединены трубопроводом 12, а последн   - с лабиринтовым каналом 10. образованным стенкой 5 и корпусом , на емкости 4 установлен насос 5 дл  откачки жидкости, подающий ее к соплу 20. Емкость 4 отделена перегородкой 21 от корпуса 17, а выходной воздушный патрубок имеет сепаратор 8. Жидкость, подаваема  к соплу 20, закручиваетс  воздухом, подаваемым через патрубки 3, и попадает на поверхность жидкости в емкости 4, турбулизу  ее, а обработанный воздух через выходной патрубок 8 уходит к потребителю. При этом жидкость через вентиль 16, подаваема  к соплам 14, вызывает в трубках 15 автоколебани  жидкости с возникновением резонанса , что приводит к дополнительному ее разбрызгиванию, образованию пены, что резко увеличивает тепломассообмен между воздухом и жидкостью и улучшает процесс осушки. 1 ил. (Л

Description

Изобретение относитс  к кондиционированию воздуха, к устройствам, обеспечивающим подачу воздуха с заданной температурой и влажностью.

Целью изобретени   вл етс  интенсификаци  тепломассообмена, снижение гидравлического сопротивлени  и уменьшение габаритов.

На чертеже изображено устройство дл  обработки-воздуха.

Устройство дл  обработки воздуха содержит цилиндрическую камеру 1 с тангенциальными патрубками 2 подвода воздуха и центральным патрубком 3 подвода жидкости , установленным в ее верхнем торце, емкость 4 дл  сбора жидкости с насосом 5 дл  ее откачки, охладитель 6 жидкости и отвод щий патрубок 7 с влагоотделителем 8.

Цилиндрическа  камера 1 опущена в емкость 4, последн   выполнена с двойной стенкой 9, образующей лабиринтовый канал 10, при этом внутри емкости 4 установлен охладитель 6 жидкости, выполненный в виде полого пластинчатого теплообменника.

о

го о

состо щего из отдельных модулей 11, соединенных друг с другом трубопроводом 12, каждый модуль 11 снабжен снаружи сквозными цилиндрическими патрубками 13, причем выход охлаждающей жидкости из последнего модул  11 соединен с входом в лабиринтовый канал 10, на каждом модуле 11 в его верхней части установлены соосно или сопло 14, или цилиндрическа  трубка 15, имеюща  с обоих концов острую кромку, а насос 5 соединен с патрубком 3 подвода жидкости и через вентиль 16с соплами 14. Цилиндрическа  камера 1 помещена внутри пр моугольного корпуса 17, в боковую поверхность которого подведен патру- бок 18 дл  подвода воздуха вентил тором 19.

Центральный патрубок 3 снабжен активным соплом 20. Корпус 17 отделен от емкости 4 перегородкой 21. Выход охлажда- ющей жидкости из последнего модул  11 соединен с входом в лабиринтовый канал 10 при помощи трубопровода 22.

Сепаратор 8 снабжен отводной трубкой , опущенной в нижнюю часть емкости 4. На боковой стенке емкости 4 установлен переливной патрубок 23. Каждый модуль 11 теплообменника опираетс  на глухие перегородки 24. В качестве рабочей жидкости может быть раствор хлористого лити , а ох- лаждающей - этилен гликоль.j

Устройство дл  обработки воздуха работает следующим образом.

Жидка  среда подаетс  из емкости 4 насосом 5 в активное сопло 20 патрубка 3. Истека  из сопла 20 в виде факела жидкости, она смешиваетс  с воздушной средой, подаваемой вентил тором 18 во внутреннюю область пр моугольного корпуса 17 и далее через тангенциальные патрубки 2 во внут- реннюю часть цилиндрической камеры 1. Образовавша с  вращающа с  жидкостно- газова  смесь интенсивно закручиваетс . За счет центробежных сил жидкость прижимаетс  к внутренней поверхности цилинд- рической камеры 1, образу  при этом плотный, непроницаемый дл  газа слой жидкости. При движении вдоль камеры 1 к пленке жидкости за счет разности парциальных давлении пара в воздухе и на повер- хности пленки происходит перенос влаги из воздуха и жидкости и вследствие этого происходит осушка воздуха. Теплота конденсации , получаема  за счет осушки воздуха, приводит к нагреву вытекающей из цилинд- рической камеры 1 жидкости на 3-5°С по сравнению с температурой, которую жидкость имеет на входе в активное сопло 20.

Разделение жидкостно-газового потока на газ и жидкость происходит в емкости 4,

при этом воздух с капл ми жидкости проходит через сепаратор 8, отдел етс  от капель и выходит в технологическую линию. Первична  сепараци  воздуха от капель жидкости происходит при его выходе из цилиндрической камеры 1. Пада  на поверхность жидкости в емкости 4, воздух вспенивает нагретую жидкость и интенсивно взаимодействует с ней. Кинетическа  энерги  закрученного потока воздуха преобразуетс  в потенциальную энергию давлени , под действием которого жидкость в емкости 4 приходит в состо ние движени .

Часть потока жидкости вытекает в зазор между боковой поверхностью стенки 9 емкости 4 и турбулизирует пограничный слой жидкости на стенке 9. При этом интенсифицируетс  обмен и нагрета  жидкость передает тепло охлаждающей жидкости, движущейс  в лабиринтовом канале 10 со скоростью 1 м/с. Друга  часть нагретой жидкости проходит через сквозные цилиндрические патрубки 13 и в виде струй навстречу друг другу вытекает в полузамкнутое пространство, образованное боковыми поверхност ми модулей 11 плоского теплообменника.

Часть потока жидкости, подаваемой под давлением насоса 5, направл етс  по трубопроводу в сопло 14. Истекающа  из сопла

14стру  взаимодействует с открытой с двух концов цилиндрической трубкой 15, имеющей острую переднюю кромку. Ось цилиндрической трубки 15 совпадает с осью струи жидкости, диаметр цилиндрической трубки

15равен выходному диаметру сопла 14. Скорость истечени  струи мен етс  в диапазоне 7-26 м/с, рассто ние между соплом и передней кромкой цилиндрической трубки 15 составл ет 8-54 мм, длина трубки 140- 1130 мм. Взаимодействие струи с передней кромкой цилиндрической трубки 15 приводит к автоколебани м и образованию в струе вихревых колец. Частота автоколебаний определ етс  рассто нием между соплом 14 и цилиндрической трубкой 15 и скоростью истечени  струи. Скорость истечени  струи регулируетс  открытием вентил  16, установленного на подающем трубопроводе жидкости. При приближении частоты автоколебаний к частотам собственных колебаний в цилиндрической трубке 15 возникает резонанс. Энерги  акустического излучени  при резонансе приблизительно пропорциональна шестой степени скорости истечени  струи. Сопло 14 и цилиндрическа  трубка 15 присоединены неподвижно к поверхности модул  11 плоского теплообменника. Колебани  цилиндрической трубки 15 передаютс  на поверхность плоского теплообменника и усиливают интенсивность теплообмена от нагретой жидкости к холодной стенке. Параметры сопла 14 и цилиндрической трубки 15 выбраны таким образом, чтобы достичь критической частоты колебаний, равной 50-80 Гц. При значении критической частоты колебаний увеличение коэффициентов теплоотдачи составл ет 2,5-2,7 раза по сравнению с теплоотдачей без наложе- ни  колебаний. Так как модули 11 плоского теплообменника соединены жестко между собой трубопроводом 12, то колебани  поверхности одного модул  11 передаютс  на поверхность другого. Таким образом, в пло- ском теплообменнике интенсивность теплоотдачи при наложении колебаний достигает значений 3,5-4,5 кВт/м к и в целом приближаетс  к уровню, прин тому дл  лабиринто- вого канала 10. При этом существенно уменьшаетс  поверхность плоского теплообменника , необходима  дл  передачи требуемого количества тепла.

Колебани  цилиндрической трубки 15 привод т к дополнительному распылива- нию жидкости на мелкие капли и поддержанию верхнего уровн  жидкости в активном пенном состо нии.

Таким образом, вспенивание жидкости происходит за счет передачи энергии слою жидкости от подаваемого перпендикул рно к слою закрученного потока воздуха, а также за счет передачи энергии от вибрирующей в резонансном режиме цилиндрической трубки 15. Увеличение количества жидкости, подаваемой открытием вентил  16 в сопло 14, приводит к увеличению пенного сло . С увеличением высоты пенного сло  увеличиваетс  эффективность массо- обмена между воздухом и жидкостью, т.е. процесс осушки воздуха улучшаетс .

Так как подача жидкости от насоса 5 в активное сопло 3 производитс  с более низкой температурой, то при равном коэффициенте орошени  интенсивность осушки воздуха увеличиваетс  с понижением температуры жидкости. Это происходит за счет увеличени  разности парциальных давлений паров влаги в воздухе и на поверхности капли жидкости, что  вл етс  движущей силой , котора  переносит влагу из воздуха в жидкость. Область применени  вибрационных колебаний, создаваемых соплом 14 и цилиндрической трубкой 15, расшир етс  дл  жидкостей с малой в зкостью типа воды . Взаимодействие потока воздуха с пенным слоем жидкости, работающем в активном режиме, увеличивает интенсивность массообмена в 1,5-2,0 раза при равном коэффициенте орошени .

Устройство дл  обработки воздуха обеспечивает интенсификацию тепломассообмена .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  обработки воздуха, содержащее цилиндрическую камеру, с тангенциальными патрубками подвода воздуха и центральным патрубком подвода жидкости, установленным в ее верхнем торце, емкость дл  сбора жидкости с насосом дл  ее откачки , охладитель жидкости и отвод щий патрубок с влагоотделителем, отличающеес  тем, что, с целью интенсификации тепломассообмена, снижени  гидравлического сопротивлени  и уменьшени  габаритов , цилиндрическа  камера выполнена с двойной антенной, образующей лабиринтный канал, и опущена в емкость, при этом внутри последней установлен охладитель жидкости, выполненный в виде полого пластинчатого теплообменника, состо щего из отдельных модулей, соединенных друг с другом трубопроводом, каждый модуль снабжен снаружи сквозными цилиндрическими патрубками, причем выход охлаждающей жидкости из последнего модул  соединен с входом в лабиринтный канал, на каждом модуле в его верхней части установлены соосно или сопло, или цилиндрическа  трубка, имеюща  с обоих концов острую кромку, а насос соединен с патрубком подвода жидкости и через вентиль с соплами.

   MX