Способ увеличения передача тепла через стенку от газов к жидкости

АВТОРС ВИД(ТЕЛ О НИЕ ередачи теп к жидкост ву Н, И,Дуна ля 1936 года ла черези.евского и А спр. о первковано 31 авг енку о ов кого,Г, Короне18680 уста 1936 годО выдаче авторского св уб етельства пособа увеличен и вторскому свидетельс заявленному 13 февр Почти во всех агрегатах, где происходит теплообмен между газами и жидкостями через разделяющую поверхность (стенку), имеет место существенное различие в величине коэфициентов тепло- перехода от жидкости к стенке (или обратно) - а, и от газов к стенке (или обратно) - апричем коэфициент теплоперехода,.от жидкости к стенке во много раз больше, чем от газов к стенке.Проблема повышения коэфициента а, теплоперехода от газов к стенке имеет огромное практическое значение, ибо происходящее при этом увеличение суммарного коэфициента Й теплопередачи означает пропорциональное уменьшение необходимой поверхности нагрева (по. верхности разделительной стенки).Связь, установленная между условиями теплопередачи и гидродннамическим режимом, позволила указать в свое время ряд методов повышения а,. Сюда относится увеличение скоростей газо. ваго потока, уменьшение диаметра труб (для трубчатых поверхностей нагрева), искусственная турбулизация потока и т. д.Все эти методы в той или иной степени нашли распространение в практике конструирования агрегатов с теплообменНА ИЗОБРЕТ(Н ными поверхностями. Однако этими методами оказалось невозможно полностьв разрешить проблему повышения а, до значений, приближающихся к величиней (коэфициенту теплоперехода на стороне жидкости).Ниже предлагается принципиально новый способ радикального увеличения коэфнциента теплоперехода с газовой стороны, Предлагаемый способ повышения заключается в следующем, Пусть тепло передается от газЬ через стенку к жидкости Л, причем температура газа выше температуры жидкости А.В газовый поток в начале тепло- обменной поверхности впрыскивается жидкость В, которая должна обладать рядом определенных свойств, в частности, она должна иметь температуру кипения при давлении, существующем в газовом потоке, более высокую, нежели температура жидкости А, и более высокую, нежели температура стенки теплообменной поверхности с газовой стороны.Жидкость В применительно к конкретным условиям выбирается особо,Количество жидкости В, вводимой в газовый поток, должно быть таким, чтобы. газ оказался насыщенным парами жидкости В, испарение которой понизиттемпературу газа и несколько уменьшит температурный напор, существовавший между газом и жидкостью А.По мере продвижения смеси газа и жидкости вдоль поверхности нагрева на теплообменной стенке (на поверхности нагрева) пары жидкости В бчдут постепенно конденсироваться и обеспечат на поверхности нагрева с газовой сто. роны присутствие жидкой пленки из жидкости В,Коэфициент теплоперехода а, будет теперь, естественно, такой же, как от конденсирующейся жидкости, т. е. весьма большим.Теплообмен же между газом и парами жидкости В, осуществляемый при их перемешивании, происходит во много раз интенсивнее, нежели теплообмен через стенку, и практически одинаковая температура газа и паров жидкости В должна обеспечиваться.Сконденсированная жидкость В вновь вводится в очередную порцию поступающего газа, Процесс, круговой для жидкости В, идет непрерывно.Часть паров испаряющейся жидкости В будет уходить с газами, покидающими теплообменную поверхность (количество их определяется парциальным давлением их при температуре уходящих газов). Это количество паров необходимо при установившемся режиме компенсировать вводом в газы соответствующего по весу количества жидкости В в начале тепло- обменной поверхности.Предлагаемый способ, по указанию авторов, дает следующий эффект: величина а, возрастает в 100 - 1000 раз; суммарный коэфициент тепло передачи возрастает в 50 - 500 раз; температурный напор уменьшается в 1,5 - 5 раз; в результате, при заданном количестве передаваемого тепла, потребная поверхность нагрева уменьшается в 10 - 330 раз или, при данной поверхности нагрева, количество передаваемого тепла возрастает в 10 в 3 раз; расходуется некоторое количество жидкости В, пропорциональное, вообще говоря, количеству работающего газа. Это количество тем меньше, чем ниже температура покидающих поверхность нагрева газов.В случае передачи тепла от жидкости А к газу процесс происходит обратным путем, а именно: иа поверхности нагрева с газовой стороны жидкость В испаряется и температура кипения ее должна быть ниже температуры жидкости А, В этом случае теплопередача к газу происходит при коэфициенте теплоперехода от стенки к газу, равном коэфициенту теплоперехода от стенки к испаряющейся жидкости.По существу в рассмотренных случаях жидкость В, например, дифеиилоксид является промежуточным теплоносителем", своего рода катализатором процесса теплопередачи.Предлагаемый способ интенсификации теплопередачи основан таким образом на применении катализатора теплопередачи".Применение, например, дифенилоксида в качестве промежуточноготеплоносителя обусловлен тем, что он нереагирует с дымовыми газами, не корровирует металла, имеет температуру кипения при атмосферном давления выше температуры кипения воды при 22 атм, и имеет весьма малое парциальное давление паров при температуре отходящих газов.В каждом конкретном случае выбор жидкости катализатора производится особо, в зависимости отпредъявляемых к нему требований. В частности, в паровых котлах может быть применен ряддругих катализаторов теплопередачи.Следует отметить, что выбираемаяпо экономическим соображениям температура уходящих газов (например, в паровых котлах), при применении катализатора теплопередачи будет значительно ниже, чем обычно (уменьшение стоимости поверхности нагрева, поглощающей единицу тепла, при увеличении а,).Следовательно и потери катализатора с уходящими газами можно значительно снизить (они уменьшаются с понижением температуры).В некоторых специальных случаяхэти потери вообще не играют решающей роли, ибо основным является уменьшение веса установки, которое обусловлено применением катализатора.При давлении газа, близком к атмосферному, подача катализатора может осуществляться и самотеком без усложнения установки насосом, Применение катализатора теплопередачи может быть использовано в утили- , заторах отходящего тепла двигателей внутреннего горения и промышленных печей.В некоторых случаях (для некоторых жидкостей катализаторов) потери жидкости с газами могут быть приближены к нулю химическим выделением катализатора из отходящих газов. Предмет изобретении.Способ увеличения передачи тенаа через стенку от газов к жидкости, отзачающийся тем, что в газы, отдающее тепло, вводится в распыленном состоянии промежуточный теплоноситель, испаряющийся в газовой среде и кондеысирующийся с отдачей тепла на трубах, заполненных средой, воспринимавщей тепло.