SU641268A1 - Тепло-массообменный элемент - Google Patents

Description

Внутренн   поверхность этой теплообменной трубы представл ет собой последовательно расположенные поверхности вращени , предназначенные дл  интенсификации теплопередачи от жидкости, протекающей в трубе, через ее внутреннюю поверхность. Внешн   поверхность трубки имеет сплошное покрытие из пористого металла, которое интенсифицирует теплопередачу от металла стенки через жидкость, наход щуюс  с ней в контакте . Така  труба рекомендуетс  дл  использовани  в любых теплопередающих устройствах .

В этой теплообменной трубе процесс парциальной конденсации может происходить с высокими значени ми коэффициентов теплообмена и с высокой термодинамической эффективностью в том случае, если производитс  посто нный отсос сконденсировавшейс  жидкости по пористому слою и удаление ее с поверхности, на которой происходит конденсаци ,что не предусмотрено в за вленной конструкции. В то же врем  конструкци  трубки не позвол ет производить конденсацию пара с одновременным испарением конденсата без смешени  с основным газовым потоком.

Целью предлагаемого изобретени   вл етс  интенсификаци  процесса конд нсации при одновременном полном отделении на этом же элементе конденсата от перерабатываемого газового потока.

Указанна  цель достигаетс  тем, что тепло-массообменный элемент снабжен внутренней и наружной непроницаемыми перегородками , плотно прилегающими к внутренней и наружной поверхности теплообменной трубы , установленными перпендикул рно ее оси и дел щими гепломассообменныйэлемент на обогреваемую и охлаждаемую части, причем внутренн   и наружна  непроницаемые перегородки смещены друг относительно друга на рассто ние, равное -толщине внутренней перегородки и расположены в одной плоскости , раздел ющие ее на охлаждаемую и обо1 реваемую части, причем перегородки смещены друг относительно друга на рассто ние , равное толщине внутренней перегородки , и расположены в одной плоскости. Наличие внутренней и наружной непористых перегородок позвол ет на одном конце теплообменной трубы осуществить процесс конденсации компонентов перерабатываемого газового потока, а на другом ее конце - испарение сконденсировавшейс  фракции без смешени  с основным газовым потоком, что позвол ет отказатьс  от последующей сепарации последнего.

Внутренн   и наружна  раздел ющие непроницаемые перегородки расположены в параллельных плоскост х (т. е. смещены друг относительно друга). Между непроницаемой непористой перегородкой и капилл рно-пористым покрытием

трубы установлено уплотнение. Наличие.уплотнени  позвол ет избежать перетока , основного газового потока из охлаждаемой части трубы в обогреваемую.

Обе перегородки теплоизолированы- Теплоизол ци  внутренней и наружной непроницаемых перегородок позвол ет свести до минимума теплопотери, вызванные теплопритоком из обогреваемой части трубы в охлаждаемую .

Тепло массообменный элемент может иметь наружное капилл рно-пористое покрытие , в этом случае внутри трубы могут быть установлены интенсификаторы процесса теплообмена (например, турбулизующие вставки )Если капилл рно-пористое покрытие нанесено на внутренней поверхности тепломассообменного элемента, то на наружной поверхности могут быть установлены интенсификаторы теплообмена (например, ребра).

Тепло-массообменный элемент имеет наружную систему подвода и отвода потоков, участвующих в процессе тепло-массообмена, разделенную наружной непроницаемой перегородкой на зоны (камеры).

На фиг. 1 изображен общий вид тепломассообменного элемента с наружным капилл рно-пористым покрытием; на фиг. 2 дан общий вид тепло-массообменного элемента с внутренним капилл рно-пористым покрытием.

Тепло-массообменный элемент состоит из трубы ( с капилл рно-пористым покрытием 2 и имеет внутреннюю непроницаемую перегородку 3 с теплоизол цией 4 и наружную 5 непористую перегородку 5 с теплоизол цией 6. Между перегородкой и капилл рнопористым слоем установлено уплотнение 7.

В зависимости от количества конденсируемого пара конструктивные размеры элемента подбираютс  таким образом, что не происходит переполнени  капилл рно-пористого сло  конденсатом и, следовательно, не. может произойти срыв его с трубки и вынос с потоком газа, что исключает необходимость последующей сепарации потока газа. 5 Тепло-массообмеиный элемент работает следующим образом. Перерабатываемый газовый поток, омыва  охлаждаемую поверхность трубы I с капилл рно-пористым слоем 2, охлаждаетс  и частично конденсируе тс  на пористой поверхности 2. Образовавшийс  конденсат под действием капилл рных сил проникает в поры сло  2 и распростран етс  длине трубы 1 внутри капилл рнопористого сло  2.

На обогреваемом конце элемента проис5 /одит испарение конденсата, который в виде паров удал етс  из капилл рно-пористого сло  2. Таким образом происходит посто нный подсос конденсата из зоны конденсации в зону испарени . Внутренн   и наружные перегородки преп тствуют смешиванию перерабатываемого газового потока и испаренного конденсата с одной стороны трубы и хладагента и теплоносител  с другой стороны. Теплоизол ци  4 и 6 ограничивает переток тепла из зоны обогрева в зону охлаждени . Теплоотдача в указанных зонах повышаетс  за счет установки ребер. Устройство позвол ет проводить процесс конденсации при посто нном удалении пленки конденсата с охлаждаемой поверхности, что значительно интенсифицирует теплообмен при конденсации. Осуществление процесса испарени  жидкости в капилл рнопористой структуре позвол ет проводить его достаточно эффективно при весьма малых температурных напорах. Конструкци  работоспособна при любой ориентации в пространстве, так как капилл рные силы намного превосход т силы т жести . Применение тепло-массообменных элементов в аппаратах позволит интенсифицировать процессы теплЬ-массообмена при парциальной ионденсации, а, следовательно, уменьшить Металлоемкость конденсаторов на 30-40 /о. Кроме того, применение указанных элементов позволит отказатьс  от металлоемких се араторов и транспортных коммуникаций от конденсатора к сепаратору. Отказ от сепараторов приводит к уменьшению потерь давлени  газового потока, а, следовательно, к уменьшению энергозатрат на создание дополнительного перепада давлени . Конструкци  позвол ет проводить процесс при меньших, чем у существующих конструкций перепадах температур, следовательно , проводить процесс конденсации на более высоких изотермах, что позволит избеОснобиой газйВый поток

Claims (2)

1. Риг1 жать изменени  энергозатрат на получение холода, а дл  обогрева испарительной части устройства использовать тепло более низкого потенциала. В то же врем  уменьшение недорекуперации при теплообмене позволит использовать меньшее количество дорогосто щего низкотемпературного Холода. Формула изобретени  . Тепло-массообменный э,«емент, состо щий из теплообменноД трубы произвольного сечени , имеющей непрерывное по длине трубы капилл рно-пористое покрытие, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса конденсации при одновременном полном отделении на этом же элементе конденсата от перерабатываемого газового потока , элемент снабжен внутренней и наружной непроницаемыми перегородками, плотно прилегающими к внутренней и наружной поверхности теплообмен«ой трубы, установленными перпендикул рно ее оси и дел щими тепло-массообменный элемент на обогреваемую и охлаждаемую части. 2.Элемент по п. I, отличающийс  тем, что внутренн   и наружна  непроницаемые перегородки смещены друг относительно друга на рассто ние, равное толщине внутренней перегородки. 3.Тепло-массообменный элемент по  . U отличающийс  тем, что внутренн   и наружна  непроницаемые перегородки расположены в одной плоскости. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3837396. кл. F 28 В 9/08, 1973.
2. 2.Патент Франции № 2076034, кл. F 28 F 1/(Ю. 1У7К ларцбшийса ноенсат теп/юноситет уд те ланвсители

   HcnapufyiuU Си л.чЗенtpm

   noffSof

   теплоносители

   г.г