Изобретение относитс к аппаратам дл проведени процессов тепло-массообмена в.различных отрасл х народного хоз йства, например в химической , нефтеперерабатывающей, металлургической промышленности, перспективных тепловых двигател х и др. Известен аппарат, в котором установлены контактные трубчатые и щелевые элементы вихревого типа. Контактирование фаз происходит в восход щем вихревом потоке в пределах трубчатого элемента| 1 . Известно устройство, использующее эффект закрученного газо-жидкостного потока дл проведени процессов тепло-массообмена Известен тепло-массообменный аппарат , содержащий в качестве устройства межфазового взаимодействи вертикальный цилиндр с резервуарами в вер ней и нижней его част х дл подвода и отвода жидкости. Штуцера тангенциального входа газа в устройство межфазового взаимодействи имеют в боковых стенках щелевидные выступы с отогнутыми кромками, образующими сопла. Поступа в завихритель, газовый поток инжектирует жидкость из щелевых вырезов в стенках цилиндров и далее двухфазна смесь компонентов движетс вдоль стенок цилиндра, в котором и происходит собственно тепло-массообменный процесс, в нижний резервуар, где осуществл етс сепараци жидкости . Однако выполнение устройства межфазового взаимодействи в виде ,цилиндра , где из-за сепарирующего воздействи центробежных сил на жидкость как более т желую фракцию межфазовое взаимодействие компонентов в основном происходит по некоторой цилиндрической поверхности, приводит к тому, что тепло-массообмен носит поверхностный характер. Межфазовое взаимодействие в объеме осуществл етс только в щели-инжекторе при смещении и в непосредственной близости от нее, причем величина этой зоны зависит от диспергирующей способности щели-инжектора (чем меньше капельки жидкости, тем большее врем они пробудут в потоке до контакта со стенкой, а значит в зоне интенсивного тепло-массообмена). Однако улучшение диспергирующей способности щели-инжектора неизбежно св зано с существенным увеличением гидросопротивлени в канале, что, в свою очере ь , влечет за собой необходимость установки более высоконапорного оборудовани и повышенный расход электр энергии, усложн ет технологическое обслуживание, повышает эксплуатацион ные расгоды, и в конечном итоге, сни жает эффективность аппарата в делом Целью изобретени вл етс Повышение интенсивности тепло-массообмена в двухфазном потоке путем перехода от поверхностного процесса к объемному и, как следствие, увеличение общей эффективности аппарата. Указанна цель достигаетс тем, что в известном тепло-массообменном аппарате, содержащем резервуар со штуцерами ввода компонентов рабочего процесса, тангенциальные соплаинжекторы , .устройство межфазового в.заимодействи и приемный резервуар с отводными штуцерами, устройство межфазового взаимодействи выпрлнено в-виде вихревой камеры, межторцо;рое пространство которой определ етс формулой: где HO - начальное межторцовое рас сто ние на периферии камеры; KO -.радиус рабочей зоны вихревой камеры; Н - текущий радиус вихревой камеры; It - текущее межторцовое.- рассто ние; На фиг. 1 изображен предлагаемый тепло-массообменный аппарат, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А д,а фиг. 1.. Тёпло-массообменный аппарат.- состоит из резервуара 1 с штуцером вво да начальной жидкости, вихревой кам ры, образованной двум торцовыми стенками 2 и периферийныгл кольцом 3 имеющим тангенциальные щелевидные прорези с отогнутыми или с профилировангдами кромками, которые вместе со штуцерами 4 тангенциального подвода газа образуют тангенциальные сопла-инжекторы подачи двухфазной смеси во,внутреннюю полость камеры выходного патрубка 5, приемного рез вуара б, снабженного штуцерами отво да газа и жидкости в верхней и нижн его Част х.: Аппарат работает следующим образо Начальна жидкость нагнетаетс в pe . зервулр 1, откуда инжектируетс во внутреннюю полость вихревой камеры газом, нагнетаемым через штуцер 4, тангенциально расположенные по пёри рийнс лу кольцу 3 вихревой камеры, г происходит интенсивный процесс тепл массообмена. Врем межфазового взаи действи определ етс радиальной со тавл ющей скорости двухфазного пото и рассто нием по радиусу от перифер ного кольца 3 до выходного патрубка Радиальна составл юща скорости, в вою очередь, однозначно определ етс бъемным расходом смеси и величиной ежторцового рассто ни . Далее поток ерез выходной патрубок 5 поступает резервуар 6, где происходит сепараи жидкой фазы от газа. Процесс сеарации интенсифицируетс дополнительо наличием пол центробежных сил, родолжающих действовать на капельки жидкости. После выхода из верхней камеры газ отводитс через штуцер, расположенный в верхней части приемного резервуара 6, а жидкость - через штуцер, расположенный в ниЯсней части его. В вихревой камере поток помимо вращательного движени с определенной циркул цией, задаваемой тангенциальным входом, совершает также и радиальное перемещение от периферии к центру, обеспечива заданный непрерывный расход смеси через камеру . На частицы жидкости помимо центробежной силы, вызываемой вращением потока и заставл ющей частицу двигатьс к периферии камеры, действует и аэродинамическа сила, возникающа вследствие обтекани частицы газом и действующа в направлении, прртивоположном действию центробежной си-, лы. . Наличие полей центрббежных и аэродинамических сил в полости между торцовыми стенками вихревой камеры обеспечивает интенсивное диспергирование жидкой фазы, ибо, как показывают расчеты и эксперименты. Проведенные на модельных камерах, на выходе из вихревой камеры наблюдаетс поток дисперсной смеси с субмикронг ными размерами конденсированной (жидкой) фазы. Процесс тепло-массообмена в вихревой камере происходит между несущим газом и мелкодисперсной жидкостью, равнсмерно распределенной по всему объему камеры. МежФазовое взаимодействие происходит по гораздо большей площади, чем это наблюдаетс в аппарате, прин том за прототип, где основное взаимодействие происходит по цилиндрической поверхности . Kpcwe того, исследовани показывают, что течение в вихревой камере характеризуетс весьма значительньм уровнем турбулентных пульсаций , оказывают дополнительное интенсифицирующее воздействие на процесс тепло-массообмена. Профилирование межторцового пространства вихревой камеры по формуле h-ff(,-2t п)иводит к посто нной радиальной скорости потока() во внутренней полости камеры, что создает наиболее благопри тные услови цп межфазового взаимодействи и, следовательно позвол ет провешить процессы тепло-массоойлена с Наибольшей интенсивностью. Из сказанного следует, что проведение процессов в вихревой камере характериэуетс значительно более высокой интенсивностью тепло-массообм на по сравнению с процессами, прово димыми в аппарате, прин том за прототип . Этот фактор при прочих равных усл ви х позвол ет уменьшить габариты аппарата, что снижает его металлоемкость , и значительно повышает технологическую производительность. Кроме того, в этом аппарате не требуетс достигать интенсивного сме шени и диспергировани жидкой фазы в танге щиальном сопле-инжекторе, так как интенсивного смешени и диспергировани достигают в потоке внутри камеры. Это приводит к уменьшению гидросопротивлени аппарата по сравнению с аппаратом, прин том за прототип, и влечет за собой установку менее высоконапорного оборудовани и зкономию электроэнергии, упрощает технологическое обслуживание . Формула изобретени Тепло-массообменный аппарат, содер жащий резер вуар со штуцерами ввода к 1понентов рабочего процесса, танBbiKuff жидквспш
Фиг. 676 гечциальные сопла-инжекторы/ устройство межфазового взаимодействи и приемный резервуар, отличающийс тем, что, с целью повышени интенсивности тепло-массообмена в двухфазно потоке и увеличени эффективности аппарата/ устройство межфазового взаимодействи выполнено в виде вихревой камеры, межторцовое пространство которой определ етс формулой: h-h.j; OH где hrt начальное межтсрцовое рассто ние на периферии камеры; радиус рабочей зоны вихревой камеры; - текущий радиус вихревой камеры; h - текущее межторцойое рассто ние . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Корнилов А.Ф., Николаев Н.А. Принципы конструировани массообменных аппаратов вихрев1ого типа, М., НИИТЭХим, 1974, №10.