Насадка для теплои массообменных аппаратов

)5 В 01 Л 19/30 БРЕТЕН но-исследоватут азотной про- органического Бур СО тся к насадкам длях олон аппара 0 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССМ 294399, кл. В 01 О 53/10, 1970.Авторское свидетельство СССМ 1212524, кл. В 01 О 53/20, 1986(57) Изобретение относитепло- и массообменны Изобретение относится к насадкам длятепло- и массообменных колонных аппаратов и может быть использовано в азотной,химической, нефтехимической и смежныхотраслях промышленности,Цель изобретения - интенсификацияпроцесса за счет дополнительной турбулизации потока.На фиг. 1 показана насадка с разрезом,общий вид; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг.1; на фиг, 3-насадка с двумя парами плоскихповерхностей, каждая из которых соединена частью поверхности тора, общий вид, на фиг. 4- то же, с одной парой плоских поверхностей.Насадка представляет собой пустотелыйцилиндр с выступающими элементами,выполненными в виде перпендикулярно пересекающихся цилиндров через равныепромежутки пар параллельных друг другу тов и может быть использовано в азотной, химической, нефтехимической и смежных отраслях промышленности. Целью изобретения является интенсификация процесса эа счет дополнительной турбулизации потока. В насадке для тепло- и массообменных аппаратов, включающей пустотелый цилиндр с выступающими элементами. выполненными в виде кольцевых гофр, причем цилиндрическая поверхность через равные промежутки пересекается парами выступающих параллельных друг другу и торцевой плоскости насадки плоских поверхностей, соединенных между собой частью поверхности тора, причем цилиндрические промежутки выполнены с острыми кромками в местах своего сочленения с плоскими по- Я верхностями и имеют отверстия. 4 ил,плоских поверхностей 1 и 2, каждая иэ которых соединена частью поверхности тора 3. Цилиндрические промежутки выполнены с острыми кромками 4 в местах своего сочленения с плоскими поверхностями 2 и снаб- жены отверстиями 5. Радиус внутренней окружности тора 3 соизмерим с высотой отверстия 5 на цилиндрических промежутках.Насадка работает следующим образом, Как и другие нерегулярные насадки она загружается в аппарат внавал, Контакт между газом и жидкостью осуществляется как на внешней, так и на внутренней поверхности элементов насадки. При движении по наружной поверхности насадки жидкость попадает на цилиндрический промежуток и в виде пленки перемещается по перпендикулярной ему плоской поверхности 2 на поверхность тора 3, далее на поверхность 2, а потом на поверхность 1, При этом пленка10 жидкости меняет свою толщину, а в местах наличия отверстий 5 наблюдается обновление пленки жидкости, что интенсифицирует процесс. При движении жидкости по внутренней поверхности насадки на острой кромке 4 происходит отрыв пленки жидкости, что также приводит к улучшению перемешивания контактирующих потоков вследствие местных завихрений. Наличие местных завихрений увеличивает частоту обновления пленки жидкости на поверхности насадки, что обеспечивает интенсификацию тепло- и массообмена на 21-33.Наличие цилиндрических участков с острыми кромками позволяет дополнительно турбулизировать пленку жидкости на внутренней поверхности насадки, а также газовый поток. Достигаемое при этом увеличение частоты обновления пленки жидкости на поверхности насадки обеспечивает интенсификацию процесса тепло- и массообмена на 2133 О,Отверстия на цилиндрических участках обеспечивают дополнительную турбулиэацию потока и интенсификацию процесса,Выполнение чередующихся участков насадки соизмеримыми гю длине упрощает технологию изготовления насадки при ее крупносерийном производстве,Выполнение насадки, цилиндрическая поверхность которой пересекается парой выступающих плоских поверхностей, параллельных друг другу и торцевой плоскости насадки, соединенных между собой частью поверхности тора. обеспечивает увеличение пропускной способности насадки при одновременном снижении гидравлического сопротивления эа счет того, что при загрузке внавал у такой насадки имеет место свойство самоориентируемости (подавляющее большинство насадки при этом падает плашмя),Выполнение насадки с величиной отношения ее максимального диаметра к высоте в пределах 4-6 обеспечивает самоориентацию насадки при ее загрузке внавал, малое гидравлическое сопротивление и развитую удельную поверхность. При отношении максимального диаметра насадки к ее высоте более 6 сокращается удельная поверхность насадки при ее хаотической загрузке в аппарат, При отношении максимального диаметра насадки к ее высоте менее 4 увеличивается гидравлицеское сопротивление, что недопустимо, Выполнение насадки с радиусом внутренней окружности тора, соизмеримым с высотой огвеостия на цилиндрических участках насадки, обеспечивает увеличение поперечного перемеииязня кон-зктпрующих потоков. 20 25 30 35 40 50 55 Положительный эффект обеспечиваетсяв результате свойства самоориентируемости насадки при ее выполнении таким образом, что ее цилиндрическая поверхность пересекается парой выступающих плоских поверхностей, параллельных друг другу и торцевой плоскости насадки, соединенных между собой частью поверхности тора. При этом 74-80;4 насадки при загрузке ее внавал укладывается в аппарате плашмя соосно потоку, В результате возрастает пропускная способность насадки приблизительно на 18 оь по сравнению с прототипом,Результаты испытаний насадки, выполненной в виде элементов иэ пластмассы со следующими размерами: высота 10 мм; наружный диаметр тора 4 мм; диаметр цилиндрической части 52 мм; толщина стенки 1 мм; высота цилиндрической части внутри насадки 6 мм, а снаружи 4 мм, показали, что при загрузке насадки внавал приблизительно 80;ь ее в аппарате ориентируется соосно контактирующим потокам, Это обеспечивает снижение гидравлического сопротивления на приблизительно 300. Иэ-за выполнения отношения максимального диаметра элемента насадки к ее высоте, равным 5,2 (т, е. в пределах от 4 до 6), она обладает свойством самоориентируемости, укладывается в аппарате плашмя соосно потоку. В результате возрастает пропускная способность насадки приблизительно на 18 О, по сравнению с прототипом,Результаты испытаний насадки, выполненной из пластмассы, со следующими размерами; высота 30 мм; наружный диаметр тора 4 мм; диаметр цилиндрической части 52 мм; толщинастенки 1 мм; высота цилиндрической части внугри насадки 6 мм, а снаружи 4 мм, показали, что коэффициент теплоотдачи по сравнению с обычным цилиндром идентичных размеров увеличивается в 2.4 раза, Коэффициент теплоотдачи по сравнению с прототипом возрастает на 21 О,Результаты испытаний насадки из пластмассы со следующими размерами: высота 20 мм; диаметром цилиндрической, части 52 мм; толщина стенки 1 мм, высота цилиндрической части внутри насадки 6 мм, снаружи 4 мм показали, что при загрузке насадки внавал, 76;4 насадки ориентируется соосно контактирующим потокам и укладывается в аппарат плашмя. В результате увеличивается живое сечение насадки в аппарате и, следовательно, возрастает пропускная способность на 18;.Изобретение позволяет интенсифицировать процесс за счет дополнительной турбулизации потока, что выражается в увелицении коэффициента теплоотдзчи нз