Регуляторная пластинчатая насадка

и 440147 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл, В 010 5320 присоединением заявкиГосударственный ивтетат Совета Министров Сс по делам изобретений(71) Заявител хиологический институт пищевой промышленност вск(54) РЕГУЛЯРНАЯ ПЛАСТИНЧАТ СА К Изобретение относится к конструкциям контактных устройств тепло-массообменных аппаратов,Известна рсгулярная пластинчатая насадка с отверстиями, расположенными в шахматном порядкеИснытайия этой насадки с выштампованными прямоугольными отверстиями размером 22 Х 6 мм, расположенными в шахматном порядке на расстоянии 5 мм друг от друга по горизонтали и 10 мм по вертикали показали, что конструкция насадки может быть улучшена путем изменения конфигурации отверстий. Однако при низких нагрузках по жидкости и низких скоростях движущегося противотоком газа жидкость обтекает отверстия и течет только но телу пластины, в то время как для интенсивного обновления контактирующих поверхностей желательно, чтобы жидкость собиралась в капли и капала с верхних кромок отверстий на нижние, Кроме того при повышенных скоростях газа (порядка 3,5 - 5 м/сек) значительная часть жидкости обтекает отверстия даже при больших плотностях орошения; меньшая же часть жидкости стекает по отверстиям в виде капель и струй - в зависимости от нагрузок по жидкости и газу; при всех скоростях газа, а также при однофазном течении жидкости отдельные капли и сгруи жидкости по мере стекания собираются в более крупныс струи. Цель изобретения - интенсификация массообмена на перфорированных пластинчатых насадках путем создания отверстий такой конфигурации, которая препятствует ухудшению 5 равномерности орошения пластин насадки помере стекания жидкости и создает условия для непрерывного интенсивного обновления контактирующей поверхности жидкости.Для этого верхняя и нижняя кромки распо- О ложенных горизонтально прямоугольных отверстий имеют зубчатую форму, Зубья верхней кромки отверстий образованы с помощью направленных вверх прорезей, Отношение высоты зубьев к ширине прорезей между зубья ми равно примерно двум. В нижней кромкеотверстия имеют зубья, расположенные по осям зубьев или прорезей верхней кромки. Высота и ширина зубьев нижней кромки соизмеримы.О На фиг. 1 показан лист насадки с отверстиями, причем зубья нижней кромки расположены по осям прорезей верхней кромки; на фиг. 2 - регулярная пластинчатая насадка с отверстиями, причем зубья нижней кромки отверстий 25 расположены по осям зубьев верхней, аксонометрическая проекция.В теле пластины 1 выполнены отверстия сзубчатой верхней и нижней кромками, Зубья 2 верхней кромки отверстий образованы с по мощью прорезей 3, Ширина прорезей 3 равна3 - 4 мм, а высота 5 - 6 мм, т, е, равна высо5 10 15 20 25 30 40 45 50 55 те, на которой происходит подвисание и утолщение пленки жидкости (для воды эта величина при нормальных условиях равна 5 - 6 мм). Отношение высоты зубьев 2 к ширине прорезей 3 равно двум, Ширина зубьев 2 может существенно изменяться.Выступающие вверх зубья 4 в нижней кромке огверстий имеют соизмеримую высоту и ширину, равную примерно половине высоты зубьев верхней кромки отверстий, Оси зубьев 4 совпадают с осями прорезей 3. Зубья 4 можно располагать также по осям зубьев 2. Сдвиг осей зубьев недопустим, так как это приводит к отклонению и перераспределению потока жидкости на одну из сторон листа насадки. Таким образом, отверстия в верхней кромке имеют высокие, сравнительно большой ширины, зубья с узкими просветами между ними, в то время как на нижней кромке расположены на значительном расстоянии друг от друга зубья малой ширины.Насадка работает в условиях противотока или нисходящего прямоточного движения газовой и жидкостной фаз. Жидкость с помощью распределительного устройства подается на верхний торец насадки и стекает вниз, контактируя с газом (паром). Встречая на своем пути отверстия с зубчатой верхней кромкой, жидкость на зубьях 2 собирается в капли. Обтеканию отверстий препятствуют боковые прорези. Прорези между зубьями (средние прорези) служат для того, чтобы капли не аеретекали к боковым стенкам отверстий, что наблюдается даже при незначительном отклонении кромок отверстий от горизонтали. Ширина прорезей должна быть такой, чтобы препятствовать перетеканию капель с зуба на зуб или на боковую стенку отверстий, а высота должна быть больше (или равна) высоты утолщения жидкостной пленки при формировании капель.Зубья в нижней части отверстий предназначены для стабилизации и более равномерного распределения потоков жидкости при их разбивании о нижнюю кромку отверстий,Наиболее эффективно при заданной плотности орошения насадка работает в случае частого скапывания капель с зубьев, предшествующего появлению струек, при этом образуется наибольшая поверхность контакта фаз. Из этого условия и следует выбирать размер зубьев. При низких:плотностях орошения ширина зубьев верхней кромки может составлять 12 - 15 мм, При увеличении плотности орошения до величины приводящей к появлению струек, ширину зубьев следует уменьшить до размеров 4 - 5 мм, что будет способствовать работе в капельном режиме. 4Помимо создания благоприятных условий для контактирования материально обменивающихся сред, шахматное расположение отверстий с прорезями в верхней части и выступающими вверх зубьями в нижней части позволит в широком диапазоне плотностей орошения сохранить равномерность распределения жидкости по всей высоте насадки почти в таком же виде, в каком она была в верхнем сечении.Насадка может работать также в режиме восходящего прямотока. В этом случае она должна быть перевернута, Предполагается, что в условиях прямотока насадка будет работать эффективнее, чем при противотоке.Интенсификация массообмена на насадке достигается за счет улучшения гидродинамических условий стекания орошающей жидкости: обеспечивается равномерность орошения насадки по всей высоте; в момент подвисания жидкости на зубьях верхних кромок отверстий и образования капель происходит интенсивное обновление поверхности контакта, сопровождаемое турбулентными пульсациями, пронизывающими всю толщину пленки, так как капля не ограничена твердой стенкой с прилегающим к стенке вязким подслоем, в котором гасятся турбулентные пульсации.Насадка проста в изготовлении и может быть получена штамповкой или прокаткой плоских и гофрированных листов из металла, пластмассы. Предмет изобретения 1. Регулярная пластинчатая насадка для тепло- массообменных аппаратов с отверстиями, расположенными в шахматном порядке, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности массообмена путем улучшения условий подвисания жидкости на верхних кромках отверстий, предотвращения обтекания жидкостью отверстий и сохранения равномерности орошения по высоте насадки, отверстия выполнены прямоугольной формы с зубчатой верхней и нижней кромками, а оси их расположены горизонтально.2. Насадка по п. 1, отличающаяся тем, что зубья нижней кромки отверстий расположены по осям зубьев верхней.3. Насадка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что зубья нижней кромки отверстий расположены по осям прорезей верхней кромки.4. Насадка по пп. 1 - 3, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что отношение высоты зубьев к ширине прорезей между ними для верхней кромки примерно равно двум.