Конденсатор

СОКИ СОВЕГСНИХШЦЮЛС 5 И Е СИИ ПРЕСПУБЛИН зад 28 79 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НПо ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ИТЕТ СССР ОЧНРЫТИ ЕТЕНИЯВУ о СССР4. 197 о п.м, чт истость от рога-.МЬюс сеанс ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУСВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) 1КОНДЕНСАТОР, содержащийкорпус с патрубками подвода парогазвой смеси, охлаждающей жидкости иотвода конденсата, последовательносоединенные по парогазовой смесии охлаждающей жидкости конденсатные 801 116290 А блоки, каждый из которых имеет внутри спиральный канал для парогазовой смеси и канал для охлаждающей жидкости, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью повышения интенсификации тепло- м массообмена и повышения эффективности отвода конденсата стенки спиральных каналов выполнены пористыми, соотношение высотыи ширины спирального канала составляет (1:10) - (1;20), а каждый блок соединен с натрубком отвода конденсата трубопроводом.2. Конденсатор п 1, о т л и - ч а ю щ и й с я те опор1116Изобрет нне относится к энергети- ке, химической промьппленности, авиации и может быть применено в тепломассообменной аппаратурЕ в частности в конденсаторах. 5Известен конденсатор для парогазовыхсмесей, содержащий теплообменные поверхности, выполненные в виде прямолинейных труб и каналов с пористыми элементами и частями, Порис тые элементы изготовляются из гидро-фильнык материалов и служат для надежного улавливания и отвода конденсирующейся из смеси влаги О.Однако тепловая эффективность та . кого аппарата невелика, что особенно заметно в области ламинарных течений и обусловлено низкими значениями коэффициента конвективного теплообмена от парогазового потока к пленке 20 конденсата. Повышение тепловой эффективности достигается за счет интенсификации конвективного теплообмена при воздействии на поток центробежных сил в криволинейных каналах, 25.Известен спиральный теплообменник, содержащий корпус с патрубками подвода парогазовой смеси, охлаждающей жидкости и отвода конденсата, последовательно соединенные по парогаэовойЗ 0 смеси и охлаждающей жидкости коиденсатные блоки, каждый иэ которых имеет внутри спиральный канал для парогазовой смеси и канал для охлаждающей жидкости 121. Недостатком данного теплообменника является то, что при конденсации влаги на поверхности стенок спирального канала образуется пленка кондеясата, создающая значительное термическое сопротивление потоку тепла. Пленка по толщине неравномерна, что особенно заметно на начальном тепловом участке криволинейного канала, где интенсивность процессов тепло- и массообмена выше, чем на остальной части поверхности теплообмена. Интенсифицирующее воздействие центробежных сил на тепломассоперенос невелико, так как прн радиальном расположении меньшей стороны поперечного сечения криволинейного канала вторичные течения не имеют воэможности для своего развития по всему объему сечения, а образуют вихри у торцевык стенок,Цель изобретения - интенсификация процессов тепло- и массообмена 290 2и повышение эффективности отвода конденсата.Указанная цель достигается, тем, что в конденсаторе, содержащем корпус с патрубками подвода парогазовой смеси, охлаждающей жидкости и отвода конденсата, последовательно соединенные по парогазовой смеси и охлаждающей жидкости конденсатные блоки, каждый из которых имеет внутри спиральный канал для парогазовой смесиФьи канал для охлаждения жидкости, стен. ки спиральных каналов выполнены пористыми, соотношение высоты и ширины спирального канала составляет ( 1: 10) - 1: 20), каждый блок соединен с патрубком отвода конденсата трубопроводом.При этом пористость стенки выполнена изменяющейся от 50 до 253 по ходу движения парогазовой смеси.На фиг, 1 условно изображена конструкция конденсатора, на фиг. 2 - сечение А-А на Фиг. 1.Конденсатор содержит герметичный корпус 1, состоящий из торцевых крышек 2 и цилиндрической обечайки 3. Внутри корпуса параллельно торцевым крышкам 2 установлены две перегородки 4, делящие аппарат на три конденсатнык блока 5-7, содержащие проходные спиральные каналы 8, образованные спиральными перегородками 9 и пористыми дисками 10, и камеры сбора конденсата 11, образованные цилиндричес 1- кой обечайкой 3, пористыми дисками 10 и перегородками 4 или торцевыми крьппками 2. В камере 11 расположены каналы 12 охлаждающей жидкости, выполненные в виде трубок, по два на каждый конденсатный блок 5-7, а каналы для охлаждающей жидкости всех блоков соединены коллекторами с патрубками 13 подвода охлаждающей жидкости. Каждый конденсатньй блок 5-7 соединен с патрубком 14 отвода конденсата трубопроводом 15. Спиральные перегородки 9 с целью упрощения изготовления представляют собой сочетание прямых пластин 16 и пластин 17 в виде части Окружности в 200-2706 Пористость материала дисков 10,является величиной переменной и на начальном тепловом участке спиральнык каналов 8 изменяется от 50 до 407, что соответствует углу поворота канала 90-100 ч, а далее пористость по ходу движения смеси уменьшается до257,. Для конденсатных блоков 5 и 7 начальный тепловой участок расположен от периферии к центру корпуса 1 по ходу движения парогазовой смеси, а для конденсатного блока 6 начальный тепловой участок с пористостью от 50 до 407 проходит от центрального входного отверстия к периферии корпуса. Изменение пористости материала стенок спиральных каналов 8 от 50 до 257 обусловлено интенсивностью накопления конденсата по длине теплообменной поверхности. На начальном тепловом участке пористость максимальна (50-403), так как здесь выпадает большая часть конденсирующейся влаги, которую необходимо быстро отвести с поверхности спирального канала 8. использование материаластенок с большей пористостью нецелесообразно, так как может происходить проникновение неконденсирующегося газа в камере сбора конденсата и скопление газовых пузырей в отводящих трубопроводах, Пористые диски 10, обладающие пористостью менее 257, создают значительные гидравлические потери, при отсосе конденсата, сами поры быстро засоряются. Такая структура пористых стенок спиральных проходных каналов конденсатора способствует практически мгновенному удалению влаги с теплообменной поверхности аппарата на всем ее протяжении, что позволяет говорить о ми нимальном термическом сопротивлении конденсатной пленки. Вход смеси в конденсатор осуществляется через патрубок 18 подвода парогазовой смеси, блок 5 соединен с блоком 6 пат рубком 19 через отверстия в пористых дисках 10. Блок 6 сообщается с блоком 7 посредством криволинейного патрубка 20, а выход парогазового потока из аппарата происходит через 45 патрубок 21, установленный в отверстии спирального канала 8 конденсатного блока 7.Отношение высоты к ширине спирального канала в поперечном сечении 50 составляет (1:10) - (1:20) при радиальном расположении большей стороны сечения.При работе конденсатора парогаэовая смесь через патрубок 18 проходит первый конденсатный блок 5 по первому спиральному каналу 8 от периферии к центру и по патрубку 19 входит в конденсатный блок 6, где проходит во втором спиральном канале 8 от центра к периферии аппарата и через криволинейный патрубок 20 устремпя" ется по третьему спиральному каналу 8 конденсаторного блока 7 на выход из конденсатора, аналогично движению смеси в конденсаторном блоке 5, и выходит по патрубку 21. Конденсат выпадает внутри спиральных каналов 8 по мере прохождения смеси и отсасывается через пористые диски 10 в камеры сбора конденсата 11 и через патрубки 14 отвода конденсата с помощью трубопровода 15 откачивается из аппарата.Описанная конструкция пористых дисков 10 с переменной пористостью обеспечивает весьма быстрое удаление конденсата при минимальном термическом сопротивлении пористых стенок и- пленки конденсата. Через патрубки 13 охлаждающая жидкость поступает в каналы 12 для охлаждения жидкости и отводится из них, осуществляя охлаждение поверхности пористых дисков 10 и конденсата. В результате наличия значительныхвторичных течений, вызванных действием центробежных сил на поток смеси,удается в 1,5-2 раза повысить значение коэффициентов конвективного тепло- и массообмена между парогазовымпотоком и поверхностью конденсации.Кроме того, организованный отсос конденсата значительно уменьшает термическое сопротивление пленки конденсата, В результате благодаря совокупности воздействия отсоса конденсатаи вторичных течений значительно повышается величина коэффициента теплопередачи при конденсации пара из парогазовой смеси с высоким содержаниемнеконденсирующегося газа,аказ 6915/32ВЯИИПИ 5 13035 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна Тираа 630Государственногоелам иэобретеаийква, Ж-Э 5, Раушск Подписи омитета СС открытий я наб., д.