Изобретение относитс к кокструк ции выпарных: аппаратов со стекающей пленкой и может быть использовано в химической, пищевой и других отрасл х промышленности. Известны выпарные аппараты, вклю чаюпще цилиндрический корпус, закрепленные в трубньк решетках теплообменные трубы и размещенные в них пленкообразующие устройства в виде спиральных лент. Спиральные ленты установлены в теплообменных трубах с зазором, определ ющим толщину стекающей пленки. Применение таких вставок эффективно при высокой плот ности орошени , когда толщина стека щей пленки жидкости превьштает величину зазора между вставкой и стен кой трубы l1 . Однако если толщина пленки меньше этого зазора, то вставка не воздействует на жидкость и тонка плен ка жидкости при стекании по стенкам трубы может разрьшатьс и выро щать с в струи, что резко сокращает поверхность испарени . Учитьта то, что выпускаемые промышленностью тру бы имеют значительные предельные отклонени диаметра и толщины етенок , реальный внутренний.диаметр Труб также колеблетс в больших пре делах, в св зи с чем зазор мажду стенкой трубы и вставкой может быть установлен не менее 3-4 мм. Дл получени тонких пленок конструкци таких выпарных аппаратов непригодна . Известен также выпарной аппарат, содержащий корпус, установленные в нем обогреваемые трубы, закрепленные в верхней и нижней трубных решетках, и размещенные внутри труб спиральные проволочные вставки. В этом аппарате витки спиральной проволочной вставки прилегают к стенкам труб, ие образу с ними зазора . и способству торможению стекающей пленки жидкости и некоторому увеличению поверхности контакта греющих поверхностей с пленкой выпариваемой жидкости, за счет чего процесс выпаривани интенсифицируетс 2. Однако использование указанного аппарата в режиме тонкопленочного выпаривани недостаточно эффективно так как спи эальные проволочные вста кн, имеющие в сечении форму круга, не обеспечивают при этом устойчивого пленочного течени . Стекающа по стенке трубы тонким слоем жидкость обтекает виток спиральной вставки только в верхней и центральной части его сечени , а в крайней нижней точке сечени вставки, не дойд до поверхности.трубы, часть жидкости срьшаетс в свободное падение в виде капель и струй. Толщина этих капель и струй также значительно превьппает толщину пленки , при этом дальнейший путь жидкости происходит без контакта с греющей поверхностью трубы, за счет чего процесс вьшаривани сидкости замедл етс . Цель изобретени - интенсификаци процесса выпаривани за счет повьш1ени устойчивого пленочного течени . Указанна цель достигаетс тем, что в вьтарном аппарате со стекающей пленкой, содержащем вертикальный корпус, установленные в нем обогреваемые трубы, закрепленные в верхней и нижней трубных решетках, и размещенные внутри труб спиральные проволочные вставки, вставки выполнены в поперечном сечении в форме сегмента с пр молинейной вертикальной стороной, прилегающей к внутренней поверхности трубы. Вставка с поперечным сечением витка описанной формы позвол ет обеспечить равномерное и устойчивое движение тонкой пленю по всей длине труб при этом достигаетс безотрывное огибание пленкой витка вставки и дальнейшее ее движение по стенке трубы. Повьшаетс надежность работы аппарата, предотвращаетс вырождение пленки в капли или струи. Применение спирально-проволочной вставки с большой границей контакта со стенкой трубы увеличивает греющую поверхность и отдачу тепла от стенки трубы к жидкости (эффект оребрени ), что способствует увеличению количества жидкости, испаренной за один проход, т.е. интенсификаци работы аппарата. На фиг. 1 изображен аппарат, продольный разрез/ на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1J фиг. 3 - узел II на фиг. 2; на фиг. 4 - вариант выполнени проволочной вставки. Аппарат содержит корпус 1 и вер-. тикальные трубы 2, закрепленные в трубных решетках 3 и 4. Корпус име3
ет патрубки 5 и 6 дл входа теплоносител и выхода конденсата, патрубки 7 и 8 дл входа и выхода выпариваемой жидкости и патрубок 9 дл отвода паров, Дл обеспечени разномерного .смачивани выпариваемой жидкостью вну;гренних стенок труб 2 на их верхних концах установлены распределительные элементы 10. Внутри каждой трубы помещены упругие спирально-проволочные вставки 11. Поперечное сечение витка спиральнопроволочной вставки 11 имеет вертикальную пр молинейную сторону 12, прилегающую к внутренней поверхности трубы 2. Оно может форму сегмента (фиг. 3) или форму выпуклого многоугольника (фиг. 4) , вписанного в сегмент или близкого по форме к сегменту. Вертикальна пр молинейна сторона 12 сечени сопр гаетс в нижней части со смежной стороной сечени 13 под острым углом
Аппарат работает следующим образом . Подлежащий выпариванию раствор поступает в верхнюю часть аппарата через патрубки 7 и через зазо )Ы между распределительными элементами 10 и трубками 2 поступает в виде тонкой равномерной пленки на внутренние поверхности труб 2. В межтрубное пространство через патрубок 5 поступает теплоноситель. При стекании по трубам 2 жидкость н бегает на витки спирально-проволочной вставки 11. Это обеспечивает торможение жидкости, увеличива врем ее пребывани в испарителе и повыша тем самым количество зшдкости , испаренной за один проход. Одновременно при набегании жидкости на витки вставки происходит перемешивание сло жидкости и обновление свободной поверхности стекающей пленки что также, обеспечивает интенсификацию испарени . При этом профиль сечени витка вставки (сегмент или вписанный в сегмент выпуклый многоугольник с нижним острым углом) не
34210Л
образуют со стенкой трубы карманов и не имеют точек, лежащих ниже нижней точки сопр жени сечени витка вставки с трубой, т.е. точек, с которых возможен срыв капель или струй. Наличие острого угла, под которым сопр гаетс вертикальна сторона сечени 12 с соседней стороной 13, обеспечивает плавное стекание всей JQ пленки жидкости 14 с витка вставки 11 на стенки трубы 2. При этом обеспечиваетс поддержание равномерной толпщны стекающей пленки. Упаренный раствор выводитс из аппарата через патрубок 8. Пар удал етс через патрубок ,9.
Используемые в аппарате вставки не нарушают сплошного безотрывного, течени . Жидкость протекает через витки вставки, не образу струйных потоков и не срыва сь в паденА. При зтом витки вставки тормоз т жидкость увеличива врем ее активной обработки и дают прирост свободной поверхности жидкости, с которой происходит испарение.. Одновременно обеспе чиваетс прирост поверхности контакта жидкости с обогревающей поверхностью , посколькусечение встаБзси имеет пр молинейную сторону, прнле -ающую к обогреваемой стенке трубы , сопр гающейс со смежной стороной по крайней мере снизу под острым углом. Вертикальна пр молинейна сторона обеспечивает большую35 поверхность контакта, а следовательно , хорошую теплопередачу от стенок трубы к вставке, что способствует интенсификации нагтрева стекающей жидкости. Острые углы, под которыми сопр гаетс вставка со стенками трубы, обеспечивают перетекание жидкости с поверхности вставки на поверхность трубы и с поверхности трубы на поверхность вставки. Этим
5 предотвращаетс отрыв капель .жидкости и их свободное падение, вырождение пленки жидкости в. струи л йакопление и струйное течение жидкости по спиралеобразным желобам.