Массо-и теплообменный аппарат

, 1220 А 19) 21 Г 3/О В 0103 ОБРЕТЕ ТЕЛЬСТВО Трудового Крас.нический инсти 1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ С(71) Донецкий орденаного Знамени политехтут(56) Авторское свидетельство СССРУ 596261, кл. В 01 0 3/30, 1976.(54)(57) МАССО- И ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ по авт. св. У 596261, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения эффективности охлаж дения воздуха за счет интенсификации процессов массо- и теплообмена,сепарационное устройство снабженоограничительными кольцами, имеющимив нижней части сливные отверстия,расположенными внутри него, и дополнительной лопаткой вогнуто-выпуклой формы, размещенной между ограничительными кольцами с образованиемщелей между одним ее концом и корпусом сепарационного устройства имежду другим ее концом и верхнимконцом ударно-диспергирующей лопатки, причем выпуклая поверхность дополнительной лопатки обращена к корпусу сепарационного устройстваИзобретение относится к способамохлаждения воздуха в горнодобывающей промышленности и может быть использовано при кондиционированиивоздуха в металлургической, текстильной, пищевой и других областяхнародного хозяйства.Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения воздуха эаОсчет интенсификации процессов массои теплообмена,На фиг.1 изображен массо- и теплообменный аппарат, общий вид; нафиг.2 - разрез А-А на фиг 1.Массо- и теплообменный аппарат15содержит контактное устройство 1, внижней части которого на валу 2установлена вращающаяся направляющаялопатка 3, а в верхней его частижестко закреплена лопатка 4 и ударнодиспергирующая лопатка 5, На трубес фланцем 6 закреплены патрубок 7для ввода воды в виде струи и контактное устройство 1, Патрубок с,фланцем 6 по его поперечному сечению25должен обеспечивать скорость потокавоздуха не менее 15 м/с с целью создания условия питания струи воды иее ускорения,В цилиндрическом сепарационномустройстве 8 установлены два ограничительных кольца 9 с отверстиями 1 Ов нижней части каждого для выводаводы иэ пространства 11, образованного крышкой 12 и кольцом 9, служа- З 5щего для ликвидации пленки воды накрышке 12.Между кольцами 9 закреплена разделительная и направляющая потокивоздуха и воды лопатка 13 выпуклойстороной к цилиндрическому корпусусепарационного устройства 8, Междуконцами разделительной лопатки 13образованы щели: щель 14 - междукорпусом сепарационного устройства8 и концом разделительной лопатки3, а щель 15 - между верхним концом ударно-диспергирующей лопатки5 и концом разделительной лопатки13, которые расположены на уровне 50горизонтальной оси сапаратора. Величина сечения щелей принимаетсяв зависимости от расхода жидкости.Для прохода воды в сборник 16из пространства 17, образованного 55разделительной лопаткой 13 и корпусом сепарационного устройства 8,выполнена щель 18. Из сборника 16 через патрубок 19 выводится вода, а через патрубок 20 - воздух, очищенный от капель воды. Для вращения лопатки 3 предназначен рычаг 21.Контактное устройство 1 в компоновке с сепарационным устройством 8 работает следующим образом.В трубу с фланцем 6 подают воздух на охлаждение и с помощью направляющей лопатки 3, которая вращается на валу 2, рычагом 21 устанавливают необходимое сечение для прохода воздуха и воды, Вода в виде струи подается в контактное устройство 1 через патрубок 7. Потоки воздуха и воды смешиваются и ускоряются до необходимой скорости (20-102 м/с). В промежутке между направляющими лопатками 3 и 4 и за лопаткой 4 поток воды предварительно дробится на капли, которые, в свою очередь, одновременно получают ускорение за счет кинетической энергии воздуха. При этом относительная скорость потоков воздуха и капель воды приближается к нулю, а линейные скорости выравниваются по абсолютному значению.Капли воды, получившие заданную скорость, вместе с воздухом направляются на ударно-диспергирующую лопатку 5. Вблизи ударно-диспергирующей лопатки 5 давление и плотность воздуха увеличиваются (воздух уплотняется), кроме того, резко изменяется скорость и направление его движения. На некотором расстоянии от ударно-диспергирующей лопатки 5 и на самой лопатке относительная скорость воздуха и капель воды принимает максимальное значение или наибольшую величину сложного движения фаэ. Здесь же в результате эффекта гидродинамического удара ускоренных капель воды об уплотненный слой воздуха и ударнодиспергирующую лопатку 5 осуществляется интенсивное обновление и увеличение поверхности фаз, в результате одновременно протекает интенсивный тепло- и массообмен.Изменив направление движения, воздух и дополнительно диспергированная на капли вода из контактного устройства 1 направляется в сепарационное устройство 8 для очистки воздуха от капель воды. Смесь потоА - А га аказ 151 раж 663 В о пи Патент, г. Ужгород, ул. Проектна ков воздуха и капель воды после контактного устройства 1 направляется на внутреннюю поверхность сепаратора 8. На ней из капель диспергнрованной воды, отбрасываемых центробежной силой из воздушной смеси, образуется движущаяся пленка, которая через щель 14 попадает в пространство 17.В области верхнего конца ударнодиспергирующей лопатки 5 на уровне горизонтальной оси сепаратора динамическое давление (скоростной напор) воздуха вместе с потоком капель воды вновь приобретает наибольшее значение, а статическое - минимальное. Вследствие этого в щели 15 и в пространстве 17 образуется разряжение и воздух через щель 15 из пространства 17 поступает в сепаратор. Такая аэрогидродинамическая обстановка способствует беспрепятственному движению пленки воды и части воздуха через щель 14 под разделительную и направляющую лопатку 13. Из пространства 17 через щель 18 вода поступает в сборник 16 и с помощьюпатрубка 19 выводится из сборника 16.Основной поток воздуха, очищенныйот капель воды, благодаря специальной компоновке конструктивных элементов в сепараторе получает вращательное движение с ускорением, в резуль 1 О тате чего увеличивающаяся центробежная сила отбрасывает капли водына внутреннюю поверхность сепаратора и, прижимая к ней пленку, одновременно вынуждает последнюю дви 15 гаться к щели 14,Вместе с тем часть жидкости ввиде пленки движется и по ограничительным кольцам, попадая в пространство 11, откуда через отверстие 1020 перетекает в пространство 17,Воздух, охлажденный и очищенныйот капель воды, через патрубок 20выводится из сепарационного устройства 8.