SU840661A1 - Method and apparatus for cooling gas - Google Patents

Method and apparatus for cooling gas Download PDF

Info

Publication number
SU840661A1
SU840661A1 SU792818323A SU2818323A SU840661A1 SU 840661 A1 SU840661 A1 SU 840661A1 SU 792818323 A SU792818323 A SU 792818323A SU 2818323 A SU2818323 A SU 2818323A SU 840661 A1 SU840661 A1 SU 840661A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
refrigerant
housing
evaporation
tank
diameter
Prior art date
Application number
SU792818323A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Васильевич Кудрявцев
Владимир Сергеевич Тарасов
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1665
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-1665 filed Critical Предприятие П/Я А-1665
Priority to SU792818323A priority Critical patent/SU840661A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU840661A1 publication Critical patent/SU840661A1/en

Links

Description

Изобретение относитс  к холодильной технике,а именно к способам охлаждени  газа путем испарени  жидкого хладагента. Известен способ охлаждени  газа, преимущественно воздуха, путем испарени  жидкого хладагента на теплообме ной поверхности в режиме пузырькового кипени  при прохождении образуилцихс  паров через слой жидкого хладагента с последугацей их сепарацией, причем испарение и сепарацию ведут в две стадии, характеризующиес  различными тепловыми нагрузками и давлени ми l Однако известный способ имеет недостаточную эффективность, вследстви значительного капельного уноса хладагента при работе в вакууме в услови  х высоких тепловых нагрузок, когда во второй стадии испарени  образуетс  количество пены, нарушающее проведение сепарации образующего с  пара. Известны установки дл  охла одени  газа указанным способом, содержащие корпус, частично заполненный жидким хладагентом, и размещенную в нем теп лообменную поверхность, заключенную в кожух, который установлен с зазором по отношению к днищу корпуса и меет вертикальный патрубок, снабженный на выходном участке дроссельным устройством 2 J. Однако в данном устройстве наблюдаетс  большой унос капельной влаги при работе в вакууме в услови х высоких тепловых нагрузок. Цель изобретен11  - уменьшение капельного уноса при работе в вакууме в услови х высоких тепловых нагрузок. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в процессе испарени  дополнительно осуществл ют подпитку из емкости, заполненной хладагентом, температуру в которой поддерживают более низкой по сравнению со слоем жидкого хладагента на обеих стади х испарени , и дл  испарени  на второй стадии хладагент подают из емкости в два этапа с различной скоростью, меньшей на первом из них, путем создани  положительного перепада давлений пара между испар ек«м хладагентом и паровым пространством емкости, а на втором этапе - путем создани  там же отрицательного перепада давлений пара, причем положительный перепад давлений создают путем конденсации части пара в емкости, а отрицательный - путем перепуска части пара, образованного на первой стадии испарени , в емкость Кроме того, реализующа  способ установка дополнительно содержит емкость , подключенную к корпусу в нижней части при помощи трубопровода, а в верхней - посредством паропровода, конец которого введен в корпус под уровень хладагента и снабжен переточ (ным отверстием, на кожухе над теплообменной поверхностью соосно с паропроводом и с зазором по отнс дению к нему установлено сопло, причем диаметр сопла и величина зазора меньше диаметра паропровода, а диаметр.переточного отверсти  меньше диаметра сопла. На чертеже схематично представлена установка дл  осуществлени  способа . Установка содерхсит корпус 1, частично заполненный жидким хладагентом 2, теплообменную поверхность 3, заключенную в кожух 4, который установлен с зазором 5 по отнсаиению к дншчу корпуса 1 и имеет вертикальный патрубок б, снабженный на выходном участке дроссельным устройством 7. Установка дополнительно содержит емкость 8, подключенную к корпусу 1 в нижней части при помощи трубопровода 9, а в верхней - посредством паропровода 10, конец которого введен по уровень хладагента 2 и снабжен переточным отверстием 11. На кожухе 4 над теплообменной поверхность 3 соо но с паропроводом 10 и с зазором 12 по отношению к нему установлено сопло 13, причем диаметр сопла 13 и вел чина зазора 12 меньше диаметра паропровода 10, а диаметр переточного отверсти  11 меньше диаметра сопла 1 Корпус сообщаетс  с окружающей ередои выхлопным патрубком 14. Дл  подв да и отвода газа в теплообменную поверхность 3 внутрь корпуса 1 введены подвод щий и отвод щий патрубки 15 и 16, соответственно. Работа установки осуществл етс  следующим образом. Гор чий газ вводитс  в подвод щий патрубок 15 и теплообменную поверхность 3 и выходит охла жденным из отвод щего патрубка 16. Под кожухом 4 пар образуетс  и сепарируетс  от жид кости под более высоким давлением, чем в корпусе 1, вследствие наличи  дроссельного устройства 7 на вертикальном патруб ке 6. Таким образом, испарение хладагента и сепараци  пар от капель жидкости осуществл етс  на двух стади х. На первой - под кожухо 4 при более высоких давлени х и тепловых нагрузках, на второй - в остал ной части корпуса 1, откуда пар шлбр сываетс  в окружаиощую среду через вы хлопной патрубок 14. Емкость 8 не обогреваетс  газом, поэтому хладагент в ней имеет более низкую температуру, чем в корпусе 1, то создает услови  дл  конденсации в емкости части пара, поступающего в нее с одной из стадий испарени . На первом этапе (в начальный период работы установки), когда уровень хладагена 2 в корпусе 1 достаточно высок, чтобы жидкость заполнила зазор 12 и конец паропровода 10 и сделала невозможным попадание пара из-под кожуха 4 в емкость 8, паровое пространство пос1едней соедин ют только с паровым пространством корпуса 1 при помощи переточного отверсти  11. Вследствие конденсации части пара в емкости 8, давление над поверхностью жидкого хладагента в ней уменьшаетс . Это приводит к возникновению положительного перепада давлений пара в корпусе 1 и в егЛкости 8. Величина перепада давлений регламентируетс  размером переточного отверсти  11 и определ ет замедление скорости подпитки сло  хладагента 2 из дополнительной емкости 8. Чем меньше размеры переточного отверсти  11, тем больше возникак ций положительный перепад давлений пара, тем медленнее происходит подпитка жидкого хладагента из емкости 8 и тем быстрее уменьшаетс  уровень жидкого хладагента 2 в корпусе 1, способству  резкому уменьшению уноса капель хладагента из установки. Полностью исключить переточное отверстие 11 нельз  из-за возможности уменьшени  давлени  окружающей среды в процессе работы установки. В этом случае давление пара в корпусе 1 также уменьшитс  и жидкость из дополнительной емкости 8 вытолкнетс  в корпус 1, уровень жидкого хладагента 2 станет вьшде допустимого, больша  часть его выброситс  из установки, Наличие переточного отверсти  11 позвол ет предотвратить такую ситуацию. На втором этапе, когда уровень жидкого хладагента 2 понизитс  до такой степени, что зазор 12 и конец паропровода 10 свободен от жидкости, пар из-под кожуха 4 через сопло 13 устремл етс  в паропровод 10 и емкость 8. Так как давление пара на первой стадии испарени  под кожухом 4 больше, чем в остальной части корпуса 1 и диаметр -сопла 13 больше диаметра переточного отверсти  11, давление па-, р.а в емкости становитс  почти равным давлению пара под кожухом 4 и большим , чем в корпусе 1. Возникает отрицательный перепад давлений пара в корпусе 1 и емкости 8. В результате этого хладагент начинает выдавливатьс  из емкости 8 в корпус 1 со скоростью большей скорости испарени  жидкого хладагента 2, и уровень последнего вновь начинает расти до тех пор, пока он не закроет зазор 12 и -конец паропровода 10, после чего подпитка сло  жидкого хладагента 2 вновьThe invention relates to refrigeration engineering, in particular to methods for cooling gas by evaporating a liquid refrigerant. There is a known method of cooling a gas, mainly air, by evaporating a liquid refrigerant on a heat-transfer surface in bubble boiling mode when vapor of vapor forms through the layer of liquid refrigerant followed by their separation, evaporation and separation are carried out in two stages, characterized by different thermal loads and pressures l However, the known method has insufficient efficiency due to significant droplet entrainment of the refrigerant when operating in vacuum under conditions of high thermal loads, which and in the second stage evaporation amount of foam is formed which violates conducting separation forming a pair. Installations for cooling gas in this manner are known, comprising a housing partially filled with a liquid refrigerant and a heat exchange surface housed therein encased in a casing which is installed with a gap relative to the bottom of the housing and has a vertical nozzle provided at the outlet portion of the throttle device 2 J. However, in this device there is a large entrainment of droplet moisture when operating in vacuum under conditions of high thermal loads. The purpose of the invented11 is to reduce drift entrainment when operating in vacuum under conditions of high thermal loads. The goal is achieved by the fact that during the evaporation process, additional water is supplied from the tank filled with the refrigerant, the temperature in which is kept lower than the liquid refrigerant layer at both evaporation stages, and for the evaporation in the second stage the refrigerant is supplied from the tank in two stages at different speeds, less on the first of them, by creating a positive vapor pressure drop between the evaporating refrigerant and the vapor space of the tank, and in the second stage, by creating a negative It is a vapor pressure differential, and a positive pressure differential is created by condensing a portion of the steam in the tank, and a negative one by bypassing a portion of the steam formed in the first evaporation stage into the tank. In addition, the installation method further comprises a tank connected to the housing at the bottom pipeline assistance, and at the top - by means of a steam pipeline, the end of which is introduced into the casing under the level of the refrigerant and provided with a re-flow (aperture) on the casing above the heat exchange surface A nozzle is installed with a gap in relation to it, the nozzle diameter and gap size being less than the diameter of the steam line, and the diameter of the suction hole less than the diameter of the nozzle. The drawing shows schematically an installation for carrying out the method. Installation contains case 1, partially filled with liquid refrigerant 2, heat exchange surface 3, enclosed in housing 4, which is installed with a gap of 5 in relation to the first case 1 and has a vertical nozzle b, provided at the outlet with throttle device 7. The installation also contains a capacity 8 connected to the housing 1 in the lower part by means of the pipeline 9, and in the upper part by means of the steam pipeline 10, the end of which is introduced along the level of the refrigerant 2 and provided with an overflow hole 11. On the casing 4 above the heat exchange surface 3 with a steam line 10 and a gap 12 with respect to it, a nozzle 13 is installed, the diameter of the nozzle 13 and the height of the gap 12 being smaller than the diameter of the steam line 10, and the diameter of the overflow hole 11 less than the diameter of the nozzle 1 The body communicates with the surrounding exhaust pipe 14 For the supply and discharge of gas, heat supply and discharge surfaces 3 have inlet and inlet pipes 15 and 16, respectively, inside the housing 1. The operation of the installation is carried out as follows. Hot gas is introduced into the supply pipe 15 and the heat exchange surface 3 and leaves cooled from the discharge pipe 16. Under the casing 4, steam is formed and separated from the liquid at a higher pressure than in case 1, due to the presence of the throttle device 7 on the vertical pipe 6. Thus, the evaporation of the refrigerant and the separation of steam from liquid droplets is carried out in two stages. In the first, under the casing 4 at higher pressures and thermal loads, in the second, in the rest of the housing 1, from where steam of the slips is sent to the surrounding environment through the exhaust pipe 14. The container 8 is not heated by gas, therefore the refrigerant has more lower temperature than in case 1 creates conditions for condensation in the tank of a portion of the steam entering it from one of the evaporation stages. In the first stage (in the initial period of the installation), when the level of refrigerant 2 in the housing 1 is high enough for the liquid to fill the gap 12 and the end of the steam line 10 and make it impossible for steam from under the casing 4 to enter the tank 8, the vapor space of the last is connected with the vapor space of the housing 1 by means of a flow-through opening 11. As a result of the condensation of a part of the steam in the vessel 8, the pressure above the surface of the liquid refrigerant therein decreases. This leads to a positive pressure drop of steam in the housing 1 and in its LITTLE 8. The pressure drop is governed by the size of the overflow hole 11 and determines the slowdown of the rate of charge of the refrigerant layer 2 from the additional tank 8. The smaller the sizes of the overflow opening 11, the more positive the occurrences the vapor pressure drops, the slower the liquid refrigerant is fed from the tank 8 and the faster the level of the liquid refrigerant 2 in the housing 1 decreases, contributing to a sharp decrease in the ash loss Pel refrigerant from installation. It is impossible to completely eliminate the overflow hole 11 because of the possibility of reducing the pressure of the environment during the installation operation. In this case, the vapor pressure in the housing 1 will also decrease and the liquid from the additional tank 8 will be pushed into the housing 1, the level of liquid refrigerant 2 will be higher than acceptable, most of it will be thrown out of the installation. The presence of the overflow opening 11 prevents this situation. In the second stage, when the level of liquid refrigerant 2 decreases to such an extent that the gap 12 and the end of the steam line 10 are free from liquid, the steam from under the casing 4 through the nozzle 13 rushes into the steam line 10 and the tank 8. Since the vapor pressure in the first stage evaporation under the casing 4 is larger than in the rest of the housing 1 and the diameter of the nozzle 13 is larger than the diameter of the overflow hole 11, the pressure of the pa-, p.a in the tank becomes almost equal to the vapor pressure under the casing 4 and is larger than in case 1. Negative pressure drop of steam in the housing 1 and the tank 8. In Performan vydavlivats this refrigerant starts from the container 8 into the body 1 at a speed greater evaporation rate of the liquid refrigerant 2 and a level of the latter begins to rise again until it closes the gap 12 and steam line 10 'end, after which the layer of liquid coolant makeup 2 again

Claims (2)

Формула изобретенияClaim 1. Способ охлаждения газа, преимущественно воздуха, путем испарения жидкого хладагента на теплообменной поверхности в режиме пузырькового кипения при прохождении образующихся паров через слой жидкого хладагента с последующей их сепарацией, причем испарение и сепарацию ведут в две стадии, характеризующиеся различными тепловыми нагрузками и давлениями, отлича.ющийся тем, что, с целью уменьшения капельного уноса при работе в вакууме в условиях высоких тепловых нагрузок, в процессе испарения дополнительно осуще- личной скоростью, меньшей на первом из них, путем создания положительного перепада давлений пара между испаряемом хладагентом и паровым пространством емкости, а на втором этапе - путем создания там же отрицатель5 ного перепада давлений пара, причем положительный перепад давлений создают путем конденсации части пара в емкости, а отрицательный - путем перепуска части пара,' образованного на •О первой стадии испарения, в емкость.1. The method of cooling a gas, mainly air, by evaporating a liquid refrigerant on a heat exchange surface in a bubble boiling mode when passing the generated vapors through a layer of liquid refrigerant followed by their separation, the evaporation and separation being carried out in two stages, characterized by different thermal loads and pressures, excellent which is explained by the fact that, in order to reduce droplet entrainment when operating in a vacuum under conditions of high thermal loads, during the evaporation process an additional substantial speed is lower and the first of them, by creating a positive pressure differential pair between the vaporizing refrigerant and the vapor space of the vessel, and in a second step - by creating ibid negative 5 Nogo pressure differential pair, wherein a positive pressure differential is created by condensing a portion of vapor in the tank, and a negative - by transferring a part of the steam, formed at • About the first stage of evaporation, into the tank. 2. Установка для охлаждения газа по π. 1, содержащая корпус, частично заполненный жидким хладагентом, и размещенную в нем теплообменную по*15 верхность, заключенную в кожух, который установлен с зазором по отношению к днищу корпуса и имеет вертикальный патрубок, снабженный на выходном участке дроссельном устройством, 2().отличающа я-с я тем, что, установка дополнительно содержит емкость, подключенную к корпусу в нижней части при помощи трубопровода, а в верхней - посредством паропровода, конец которого введен в корпус под уровень хладагента и снабжен переточным отверстием, на кожухе над теплообменной поверхностью соосно с паропроводом и с зазором по отношению к нему установлено сопло, причем диаметр сопла и величина зазора меньше диаметра паропровода, а диаметр переточного отверстия меньше диаметра сопла.2. Installation for gas cooling according to π. 1, comprising a housing partially filled with liquid refrigerant and a heat exchange surface * 15 placed inside it, enclosed in a housing that is installed with a gap with respect to the bottom of the housing and has a vertical pipe provided with a throttle device at the outlet, 2 (). I mean, the installation additionally contains a container connected to the housing in the lower part by means of a pipeline, and in the upper part by means of a steam line, the end of which is inserted into the housing under the level of the refrigerant and is provided with a transfer hole to the skin a nozzle is mounted coaxially with the steam conduit and with a gap with respect to it, the nozzle diameter and the gap being smaller than the diameter of the steam conduit, and the diameter of the transfer hole less than the diameter of the nozzle. ствляют подпитку из емкости, заполненной хладагентом, температуру в которой поддерживают более низкой по сравнению, со слоем жидкого хладагента на обеих стадиях испарения, и для испарения на второй стадии хладагент подают из емкости в два этапа с раз-make-up from the tank filled with refrigerant, the temperature of which is kept lower than that of the liquid refrigerant layer in both stages of evaporation, and for evaporation in the second stage the refrigerant is supplied from the tank in two stages with
SU792818323A 1979-09-05 1979-09-05 Method and apparatus for cooling gas SU840661A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792818323A SU840661A1 (en) 1979-09-05 1979-09-05 Method and apparatus for cooling gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792818323A SU840661A1 (en) 1979-09-05 1979-09-05 Method and apparatus for cooling gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU840661A1 true SU840661A1 (en) 1981-06-23

Family

ID=20850042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792818323A SU840661A1 (en) 1979-09-05 1979-09-05 Method and apparatus for cooling gas

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU840661A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4503813A (en) Engine combustion control system and method employing condensation of some exhaust gas
AU551169B2 (en) Two-phase thermosyphon heater
US3725209A (en) Centrifugal distillation system
US3736234A (en) High-purity distilled water producing apparatus
SE533562C2 (en) centrifugal
US585365A (en) System
US20020073843A1 (en) Apparatus for use with a natural gas dehydrator
US2343727A (en) Vaporizing device
US2185595A (en) Distillation method and apparatus
US4653282A (en) Process and apparatus for superheating a refrigeration fluid
SU840661A1 (en) Method and apparatus for cooling gas
US3318071A (en) Method and apparatus for dehydrating and separating liquids from gaseous fluids
US3204861A (en) Pump and control therefor
US4343292A (en) Vapor jacketed cooking vessel
US3074473A (en) Vertical tube evaporators with downward pressure liquid flow
US3290229A (en) Apparatus for direct contact condensation of vapors
US3471373A (en) Automatic control system for vapor compression distilling unit
US2392893A (en) Evaporator
US2691873A (en) Oil collector in surge tank of refrigertion system
US3347755A (en) Temperature controlled convective distillation and vapor evacuation
US4072298A (en) Method of cooling a quenching bath of melted salt
US4175730A (en) Device for cooling a quenching bath of melted salt
US2398184A (en) Apparatus for distillation
US1738773A (en) Vapor condensing and recovery device
US3977211A (en) Alcohol separator