SU1116290A1 - Конденсатор - Google Patents

Abstract

1. КОНДЕНСАТОР, содержащи корпус с патрубками подвода парога вой смеси, охлаждающей жидкости и отвода конденсата, последовательно соединенные по парогазовой смеси и охлажданщей жидкости конденсатны 18 ffapotaaoSa) CHfCb 7 ие, / блоки, каждый из которых имеет внутри спиральный канал дл  парогазовой смеси и канал дл  охлаждающей жидкости , отличающийс  тем, что, с целью повышени  интенсификации тепло- м массообмена и повышени  эффективности отвода конденсата, стенки спиральных каналов выполнены пористыми, соотношение высоты и ширины спирального канала составл ет

Description

Изобретгние относитс  к энергетике , химической промьшшенностн, авиации и может быть применено в тепломассообменной аппаратуре, в частности в конденсаторах.

Известен конденсатор дл  парогазовых смесей, содержащий теплообменные поверхности, выполненные в виде пр молинейных труб и каналов с пористыми элементами и част ми. Пористые элементы изготовл ютс  из гидрофильных материалов и служат дл  надежного улавливани  и отвода конденсирующейс  из смеси влаги pi.

Однако теплова  эффективность такого аппарата невелика, что особенно заметно в области ламинарных течений и обусловлено низкими значени ми коэффициента конвективного теплообмена от парогазового потока к пленке конденсата, Повьппение тепловой эффективности достигаетс  за счет интенси фикации конвективного теплообмена при воздействии на поток центробежных сил в криволи нейных каналах.

Известен спиральный теплообменник, содержащий корпус с патрубками подвода парогазовой смеси, охлаждающей жидкости и отвода конденсата, последовательно соединенные по парогазовой смеси и охлаждающей жидкости конденсатные блоки, каждый из которых имеет внутри спиральный канал дл  парогазовой смеси и канал дл  охлаждающей жидкости С21.

Недостатком данного теп1 ообменника  вл етс  то, что при конденсации влаги на поверхности стенок спирального канала образуетс  пленка конденсата , создающа  значительное термическое сопротивление потоку тепла. Пленка, по толщине неравномерна, что особенно заметно на начальном тепловом участке криволинейного канала, где интенсивность процессов тепло- и массообмена выше, чем на остальной части поверхности теплообмена. Интенсифицирующее воздействие центробежных сил на тепломассоперенос невелико , так как при радиальном расположении меньшей стороны поперечного сечени  криволинейного канала вторичные течени  не имеют возможности дл  своего развити  по всему объему сечени , а образуют вихри у торцевых стенок.

Цель изобретени  - интенсификаци  процессов тепло- и массообмена

и повышение эффективности отвода конденсата .

Указанна  цель достигаетс , тем, что в конденсаторе, содержащем корпус с патрубками подвода парогазовой смеси, охлаждающей жидкости и отвода конденсата, последовательно соединенные по парогазовой смеси и охлаждающей жидкости конденсатные блоки, каждый из которых имеет внутри спиральный канал дл  парогазовой смеси и канал дл  охлаждени  жидкости, стенки спиральных каналов вьтолнены пористыми , соотношение высоты и ширины спирального канала составл ет (1:10) - 1:20), каждый блок соединен с патрубком отвода конденсата трубопроводом .

При этом пористость стенки выполнена измен ющейс  от 50 до 25% по ходу движени  парогазовой смеси.

На фиг. 1 условно изображена конструкци  конденсатора, на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1.

Конденсатор содержит герметичный корпус 1, состо щий из торцевых 2 и цилиндрической обечайки 3. Внутри корпуса параллельно торцевым крышкам 2 установлены две перегородки 4, дел щие аппарат на три конденсатных блока 5-7, содержащие проходные спиральные каналы 8, образованные спиральными перегородками 9 и пористыми дисками 10, и камеры сбора кон- енсата 11, образованные цилиндричес кой обечайкой 3, пористыми дисками 10 и перегородками 4 или торцевыми крьшпсами 2. В камере 11 расположены каналы 12 охлаждающей жидкости, выполненные в виде трубок, по два на каждый конденсатный блок 5-7, а каналы дл  охлаждающей жидкости всех блоков соединены коллекторами с патрубками 13 подвода охлаждающей идкости. Каждый конденсатный блок 5-7 соединен с патрубком 14 отвода конденсата трубопроводом 15. Спиральные перегородки 9 с цепью упрощени  изготовлени  представл ют собой сочетание пр мых пластин 16 и пластин 17 в виде части Ькружности в 200-270 . Пористость материала дисков 10 . вл етс  величиной переменной и на наальном тепловом участке спиральных каналов 8 измен етс  от 50 до 40%, что соответствует углу поворота канала 90-10(У, а далее пористость по оду движени  смеси уменьшаетс  до 31 25%. Дл  конденсатных блоков 5 и 7 начальный тепловой участок расположен от периферии к центру корпуса 1 по ходу движени  парогазовой смеси, а дл  конденсатного блока 6 -начальный тепловой участок с пористостью от 50 до 40% проходит от центрального входного отверсти  к периферии корпуса. Изменение пористости материала стенок спиральных каналов 8 от 50 до 25% обусловлено интенсивнос тью накоплени  конденсата по длине теплообменной поверхности. На начал ном тепловом участке пористость максимальна (50-40%), так как здесь выпадает больша  часть конденсирующейс  влаги, которую необходимо быстро отвести с поверхности спирального канала 8. Использование материала . стенок с большей пористостью нецелесообразно , так как может происходит проникновение неконденсирующегос  газа в камере сбора конденсата и скопление газовых пузырей в отвод щих трубопроводах. Пористые диски 10, обладающие пористостью менее 25%, создают значительные гидравлические потери, при отсосе конденсата сами поры быстро засор ютс . Така  структура пористых стенок спиральных проходных каналов конденсатора способствует практически мгновенному удалению влаги с теплообменной поверхности аппарата на всем ее прот жении , что позвол ет говорить о минимальном термическом сопротивлении конденсатной пленки. Вход смеси в конденсатор осуществл етс  через патрубок 18 подвода парогазовой смеси , блок 5 соединен с блоком 6 патрубком 19 через отверсти  в пористых дисках 10. Блок 6 сообщаетс  с блоком 7 посредством криволинейного пат рубка 20, а выход парогазового потока из аппарата происходит через патрубок 21, установленный в отверстии спирального канала 8 конденсатно го блока 7. Отношение высоты к пшрине спираль ного канала в поперечном сечении составл ет (1:10) - (1:20) при ра0 диальном расположении большей стороны сечени . При работе конденсатора парогазова  смесь через патрубок 18 проходит первый конденсатный блок 5 По первому спиральному каналу 8 от периферии к центру и по патрубку 19 входит в конденсатный блок 6, где проходит во втором спиральном канале 8 от центра к периферии аппарата и через криволинейный патрубок .0 устремп етс  по третьему спиральному каналу 8 конденсаторного блока 7 на выход из конденса- ора, аналогично движению смеси в конденсаторном блоке 5, и выходит по патрубку 21. Конденсат выпадает внутри спиральных каналов 8 по мере прохождени  смеси и отсасываетс  через пористые диски 10 в камеры сбора конденсата 11 и через патрубки 14 отвода конденсата с помощью трубопровода 15 откачиваетс  из аппарата. Описанна  конструкци  пористых дисков 10с переменной пористостью обеспечивает весьма быстрое удаление конденсата при минимальном термическом сопротивлении пористых стенок ипленки конденсата. Через патрубки 13 охлаждающа  жидкость поступает в каналы 12 дл  охлаждени  жидкости и отводитс  из них, осуществл   охлаждение поверхности пористых дисков 10 и конденсата. В результате наличи  значительных вторичных течений, вызванных действием центробежных сил на поток смеси, удаетс  в 1,5-2 раза повысить значение коэффициентов конвективного тепло- и массообмена между парогазовым потоком и поверхностью конденсации. Кроме того, организованный отсос конденсата значительно уменьшает термическое сопротивление пленки конденсата . В результате благодар  совокупности воздействи  отсоса конденсата и вторичных течений значительно повышаетс  величина коэффициента теплопередачи при конденсации пара из парогазовой смеси с высоким содержанием неконденсирующегос  газа.

f6

17

Claims (2)

1. КОНДЕНСАТОР, содержащий корпус с патрубками подвода парогазовой смеси, охлаждающей жидкости и отвода конденсата, последовательно соединенные по парогазовой смеси и охлаждающей жидкости конденсатные блоки, каждый из которых имеет внутри спиральный канал для парогазовой смеси и канал для охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсификации тепло- м массообмена и повышения эффективности отвода конденсата, стенки спиральных каналов выполнены пористыми, соотношение высоты' и ширины спирального канала составляет (1:10) - (1:20), а каждый блок соединен с патрубком отвода конденсата трубопроводом.

2. Конденсатор по п. 1, о т л и чающийся тем, что пористость стенки выполнена изменяющейся от 50 до 25% по ходу движения парогат зовой смеси.

Фие. f

I

1 1116290