SU827950A1

SU827950A1 - Heat exchanger

Info

Publication number: SU827950A1
Application number: SU792777657A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иванович Степыгин; Тамара Сергеевна Корниенко; Марк Хаимович Кишиневский
Original assignee: Воронежский технологический институт
Priority date: 1979-06-07
Filing date: 1979-06-07
Publication date: 1981-05-07

Description

1one

Изобретение относитс к теплообменным аппаратам,, предназначенным дл нагревани высоков зких жидкостей, в частности сахарных растворов в сахарном производстве .The invention relates to heat exchangers designed to heat highly viscous liquids, in particular sugar solutions in the sugar industry.

Известен теплообменник с вращающейс рабочей поверхностью. Теплообменник содержит кожух, внутри которого размещен ротор, выполненный в в.иде полого вала с полыми дискообразными элементами, закрепленными на валу и сообщающимис с его внутренней полостью 1.A heat exchanger with a rotating working surface is known. The heat exchanger comprises a casing inside which is placed a rotor made in the form of a hollow shaft with hollow disk-shaped elements fixed on the shaft and communicating with its internal cavity 1.

Известен теплообменник, содержащий неподвижный цилиндрический корпус, в котором помещен полый ротор с внутренней полостью, соединенной с внутренними полост ми вала, по которым теплоноситель подводитс внутрь ротора и отводитс из негоA heat exchanger is known, comprising a stationary cylindrical body in which a hollow rotor is placed with an internal cavity connected to the internal cavities of the shaft, through which coolant is led inside the rotor and is withdrawn from it

2.2

Однако теплоооменник имеет следующие недостаткн: при нагревании жидкостей с повышенной в зкостью, например сахарных растворов в зкостью 100-200 спз, исполь .зование лопастей на наружных теплообмеипых поверх1 ост х приводит к по влеiin .:o застойных зон и затрудн ет переход ламинарного течени к турбулентному, что ведет к снижению коэффициентов теплоот .хачи от этих поверхиостеЛ; кроме того, меет место нарушение условий пленочнойHowever, the heat storage has the following disadvantages: when heating liquids with increased viscosity, for example, sugar solutions with viscosity of 100-200 Cp, using blades on external heat transfer surfaces over the top leads to the opposite: o stagnant zones and difficult for laminar flow to turbulent, which leads to a decrease in heat transfer coefficients. hachi from these surfaces; In addition, there is a place of violation of the film

конденсации из-за проскока пара внутри ротора, в случае использовани в качестве греющего теп.тоносител пара.condensation due to steam breakthrough inside the rotor, in the case of using steam as a heating tonocard.

Известен также теплообменник, содержащий корпус, виутри которого размещен установленный на вращающемс иолом валу ротор в виде полого диска, разделенного перегородкой на отсеки, подсоединенные к подвод щему и отвод щему патрубкам 3.Also known is a heat exchanger comprising a housing, in which the rotor is mounted on a rotating shaft with a rotor in the form of a hollow disk divided by a partition into compartments connected to the inlet and outlet nozzles 3.

Однако теплообменник не обеспечивает реализации пленочной конденсации в услови х движущейс с больщой скоростью пленки.However, the heat exchanger does not provide the realization of film condensation under conditions of moving with a high film speed.

Цель изобретени - обеспечение пленочной конденсации при больщом градиенте скоростей на теплообмениой поверхности.The purpose of the invention is to provide film condensation with a large velocity gradient on the heat exchange surface.

Цель достигаетс тем, что диск выполнен составным с возможностью разъема, а перегородка на поверхности, обращенной к отвод щему патрубку, имеет криволинейные пазы, расположенные по спирали в направлении вращени ротора, причем на внешней стороне диска, на его боковой поверхности , укреплены направл ющие лопатки .The goal is achieved by the fact that the disk is made composite with the possibility of a connector, and the partition on the surface facing the outlet nozzle has curvilinear grooves arranged in a spiral in the direction of rotation of the rotor, and the guide vanes are fixed on the outer side of the disk, on its side surface .

На фиг. 13обрал ен теплообменник, поперечное сечение; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б фиг. 1; .FIG. 13 assembled heat exchanger, cross section; in fig. 2 - section A-A of FIG. one; in fig. 3 - view B of FIG. one; .

4 - теплообменник в аксонометрии. 44 - heat exchanger in axonometry. four

Y Y

Теплообменник содержит корпус 1, полый вал 2, полый диск-ротор 3 с перегородкой 4 внутри, дел щей диск на отсеки 5 ii 6, подсоединенные соответственно к подвод щему патрубку 7, отвод щему патрубку 8, и имеющей криволинейные пазы 9, направл ющие лопатки 10, укрепленные на боковой поверхности диска, нагнетательный патрубок И, патрубки 12 дл подвода нагреваемого теплоносител .The heat exchanger includes a housing 1, a hollow shaft 2, a hollow rotor disk 3 with a partition 4 inside which divides the disk into compartments 5 ii 6 connected respectively to the inlet 7, the outlet 8, and having curved grooves 9, guide vanes 10, mounted on the lateral surface of the disk, the discharge pipe And, the pipe 12 for supplying a heated coolant.

Теплообменник работает следующим об .разом.The heat exchanger works as follows.

Пар иод давлением по полому валу 2, установленному в патрубке 7, поступает со внутреннюю полость отсека 5 ротора 3, при этом неподвижна силощна перегородка 4 исключает проскок пара, обеспечива тем самы.г пленочную конденсацию пара на внутренних стенках ротора 3. Конденсиру сь , пар отдает тепло нагреваемой в зкой жидкости, конденсат г.од действием центробежных сил накапливаетс на периферии внутренней полости ротора 3 и, враща сь вместе с ротором, попадает в пазы 9 неподвижной перегородки 4, по которым через патрубок 8 отводитс из внутренней полости отсека 6 ротора 3 теплообменника. Иагрепае.мый теплоноситель (в зка жидкость ) по патрубкам 12 подаетс в пространство , ограниченное боковыми стенками корпу1;а 1 и внешними поверхност ми ротора 3 ближе к центру его вращени . Соприкаса сь с нагретыми паром стенками ротора, в зка жидкость нагреваетс и иод действие.лг напора, создаваемого лопатка.ми 10, через нагнетательный патруСок 11 отводитс наружу.Iodine pressure through the hollow shaft 2 installed in the nozzle 7 enters from the internal cavity of the compartment 5 of the rotor 3, while the fixed strong partition 4 eliminates steam penetration, providing that film condensation of steam on the inner walls of the rotor 3 itself. gives heat to the heated viscous fluid, the condensate accumulates under the action of centrifugal forces at the periphery of the inner cavity of the rotor 3 and, rotating with the rotor, enters the grooves 9 of the fixed partition 4, through which the outlet 8 is removed from the inner The cavity of the compartment 6 of the rotor 3 heat exchanger. An immature coolant (viscous liquid) is fed through nozzles 12 into a space bounded by the side walls of the housing; 1 and the outer surfaces of the rotor 3 are closer to the center of rotation. In contact with the heated rotor walls, the viscous fluid heats up and the iodine pressure generated by the paddle 10, is discharged through the discharge patrol 11.

В описываемом теилообменнике вследствие гладкой внешней теплоиередающей поверхности ротора скорость движени нагреваемого теплоносител значительно возрастает , режим движени жидкости стаиовитс турбулентным, что приводит к резкому возрастанию коэффициента теплоотдачи, но сравнению е нзвестными теплооб.меииика .ми. Например, в случае нагревани сахарных растворов ipii одних и тех же энергетических затратах интенсивность теплоотдачи в предлагаемом теплообменнике в 10 раз превьинаст интенсивность теилоотдачи известных теплообменных аппаратов. Кроме того ротор в описываемом теплообменнике перемешивает нагреваемый теплоноситель , то есть выполн ет функции насоса .In the described heat exchanger, due to the smooth external heat-transferring surface of the rotor, the speed of movement of the heated coolant increases significantly, the mode of movement of the liquid becomes turbulent, which leads to a sharp increase in the heat transfer coefficient, but compared to some well-known heat-transfer materials. For example, in the case of heating ipii sugar solutions with the same energy costs, the intensity of heat transfer in the proposed heat exchanger is 10 times greater than the intensity of heat transfer from known heat exchangers. In addition, the rotor in the described heat exchanger mixes the heated coolant, i.e. it performs the functions of a pump.

Формула н 3 о б р е т е н и Formula n 3 o b e e n i

Теплообменник, содержащ1 Й корпус, внутри которого размещен установленный на враща сщемс полом валу ротор в виде полого диска, разделенного перегородкой на отсеки, подсоединенные к иодвод гцему и отвод щему патрубкам, о т л и ч а ю щ и йс тем, гто, с целью обеспечени пленочHo: i конденсации пр;; большом градиенте скоростей, диск выполнен составным с возможностью разъола, а перегородка на поверхности , обраш,енпой к отвод щему патруоку , криволинейные пазы, расположенные го с ;ирали в направлении вращени ротора, .причем на внешкей стороне диска, па его боковой поверхности, укреплены iia;ipaBJiH ouiiie лопаткп.A heat exchanger containing a housing inside which is placed a rotor mounted on a rotating shaft with a hollow shaft in the form of a hollow disk divided by a partition into compartments connected to the iodvod and the branch pipe, which is the purpose of providing film: condensation i ;; a large velocity gradient, the disk is made composite with the possibility of separation, and the partition on the surface, edged to the diverting patruok, curvilinear grooves located on the outer side of the disk, on its lateral surface, are reinforced iia; ipaBJiH ouiiie paddles.

Источники .мации, прин тые во внимание при экспертизеSources of .matia taken into account in the examination

1.Авторское свидетельство СССР № 125257, кл. F 28D 11/02, 1925.1. USSR Author's Certificate No. 125257, cl. F 28 D 11/02, 1925.

2.Авторское свидетельство СССР Л 601555, кл. F 28D 11/02, 1976.2. The author's certificate of the USSR L 601555, cl. F 28 D 11/02, 1976.

3.Авторское свидетельство СССР по за вке Л 2660464 кл. F 28D 11/02, 1978.3. Authors certificate of the USSR in accordance with the application L 2660464 cl. F 28D 11/02, 1978.

JJ

5five

Claims

Claim

A heat exchanger comprising a housing, inside of which a rotor in the form of a hollow disk mounted on a rotating hollow shaft is placed, divided by a partition into compartments connected to the inlet and outlet pipes, characterized in that, in order to provide film condensation at a large velocity gradient, the disk is made integral with the possibility of a connector, and the baffle of the surface facing the outlet pipe has curved grooves arranged in a spiral in the direction of rotation of the rotor, and on the outer side of the disk, on its lateral surface, guide vanes are strengthened.