Теплообменный аппарат

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНРЕСПУБЛИК м1" 28 0 7/00,ВЕННЫЙ КОМИТЕТЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯСССР ОСУДАРСПО ИЭОБРПРИ ГКНТо ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОР 2 лимериэ аторахе 4 инов. Цельикация теплоохности цилиндрасположено катие 7. Ио выс тах пол аппа зобрете мена, Н че ния - интенси аружной повео корпуса 1 ори стое покр ическопиллярноте кордведев,коллекто 5 для подры о органичесе и нефгяо периметводРУотв полнены сторону ка вып корпу о кожу не ьэован МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Реактор для основногкого синтеза, - Химическоное машиностроение. М.: Мние, 1985, 11 3, с.9,(57) Изобретение м, б, исп установлены кольцевы ) 2, 3 с патрубкао жидкого хладагента, нижней части К 2, 3 стия, направленные в са, Охлаждакщая рубаш в виде цилиндрическо149 3857 А выпслнены кдндлы, направленные всторону корпуса 1, Зд счет минимальной толщины пленки воды нд поверхности покрытия 1 и сдувд с нее образов авшегогя пар повьгшается коэффициент геплопереддчи, 4 ил,Изобретение относится к химическому оборудованию, используемому15 для проведения теплообменных химико-технологических процессов, в которых необходим интенсивный огвод тепла реакции при одновременном упрошенин конструкции теплообменной рубашки, как, например, в аппаратахполимериза горах для получения полиолефинов, а также может быть использовано в теплообменных аппарагах и реакторах нефтехимической, микробиологической, пищевой и фармацевтическойпромышленности,Цель изобретения - интенсификация теплообмена,Нд фиг, 1 изображен теплообменныйдппардг, продольный разрез", на фиг, 2 -узелпд фиг. 1 ( вариант выполнения коллекторов иэ полу груб); нафиг, 3 - то же, из сплошной трубы;на фиг, 4 - узел 11 на фиг, 1коллектор подвода воздуха),1 преждевременного высыхания должна быть ткань, Крепление ткани на корпусе (не показано) может быть осуществлено, например, обвязкой ее тонксй мягкой проволокой, мет тллической или пластмассовой леной, шнуром и другими мегодамиТеплообменный аппарат содержит цилиндрический корпус 1, по высоте которого установлены кольцевые коллекторы 2 3 (на фиг, 2 показаны коллекторы из полутруб, а на фиг. 3 показаны варианты коллектора иэ сплошной трубы и рсположения его по отношению к коРпУсУ 1), Однако коллектоРы 45 могут быть выполнены иэ уголков и различных профилей проката. Плоскость коллекторов 2 и 3 может располагаться по отношению к оси аппарата под различным углом, Кроме того, коллекторы могут быть выполнены в виде спиралеобразного элемента, Во всех случаях в коллекторах 2 и 3, в их нижних частях, имеются отверстия 4 или форсунки (не показаны), которые направлены на корпус 1.Коллекторы 2 и 3 соединены патрубками 5 для подвода жидкого хладагента с общей подводящей трубой 6,угз дновленного с зазором А относит,кортусаи снабженного дополнительными кольцевыми К 9 и 10, установленными на торцах кожуха и соединеннымис патрубками 5, По периметру К 9 и10 для обеспечения равномерности циргкуляции воздушного потока по зазору Промежутки корпуса между коллекторами 2 и 3 обтянуты покрытием 1, выполненным из капиллярно-пористого эластичного материала (например, тканью бельтинг, техническим сукном, тканью из синтетических.волокон, капрон, лавсан и др), штапельным полотном или тканью иэ смешанных композиций, Покрытие 7 обтягивает корпус плотно, его края вплотную подходят к коллекторам 2, Тип ткани и еетолщина выбираются исходя иэ условийтеплоабменд, а именно, чем выше температура стенки корпуса 1, тем болеетолсгой и плотной во избежание ее Снаружи корпуса 1 аппарата Расположен легкий (съемный) кожух 8 иэпластмассовых или дюралевых листов,жести и подобных материалов, Кожух 8может крепиться к корпусу 1 при помощикронштечнов или устанавливаться сдчостоя гельно, Кожух 8 с корпусом 1 об -разует равномерный кольцевой зазорА по всему периметру, На торцовыхучастках кожуха 8, в его верхней инижней частях, установлены концентричные корпусу 1 дополнительные кольцевые коллекторы 9 и 1 О, в которыхдля равномерности циркуляции воздушного потока по зазору А выполненыканалы 11, которые должны быть направлены в сторону зазора Подвод и отвод воздуха (или газа) Может быть организован как снизу вверх, так исверху вниз и зависит от удобстваобвяэки аппарата трубами,Теплообменный аппарат может бытьснабжен у стр ой ст во м для пер е меши в а149 385 7 35 40 45 В связи с тем, что фазовое превращение воды в пар происходит непосредственно с поверхности капиллярнопористого материала, когда толщинапленки воды весьма мала, определяется микромолекулярным уровнем и практически отсутствует термическое сопротивление этой пленки, а образовавшийся пар моментально одувается споверхности, где достигается высокоезначение коэффициента геплоотдачи,которое достигает значений 600900 Вт/м К и выше,50 55 нияобрабатываемой среды - механической мешалкой (на фиг, 1 показана условнымии линиями ), б арбот ажнымустройством, струйным и другими, атакже их комбинацией,Аппарат работает следующим образом,Исходные компоненты периодическиили непрерывно через патрубок 2 дляподвода реагента загружаются в аппарат. Если аппарат снабжен устройством для перемешивания, то последнеевкл ючае т ся в р аботу. Одновременнос подачей исходных реагентов в аппарат через трубу 6, патрубок 5 и коллекторы 2 подается хладагент (вода),который через отверстия 4 непрерывновпрыскивается на корпус 1, смачиваякапиллярно в порист покрытия 7, например ткань, которой покрыт корпус1 аппарата с внешней стороны.Количество и диаметр отверстий 4рассчитывается и выбираегся такимобразом, чтобы обеспечить равномерноесмачивание покрытия 7 по всей поверхности корпуса аппарата, Количество воды, истеканцей из отверстий 4,определяется из условий, чтобы капиллярно-пористый материал 7, напримерткань, во время работы аппарата постоянно был только в увлажненном состоянии, Это обеспечивает интенсивныйфазовый переход воды в пар, при этомобеспечивает интенсивный отвод теплаиэ реактора, так как на испарениеводы требуется большое количествотепловой энергии,Избытки воды, образующие сплошнуюи жидкую пленку, вредны, так как такая пленка оказывает термическое сопротивление тепловому потоку и замедляет процесс испарения хладагента,резко ухудшает теплоотвод,В коллектор 9 подается от вентилятора воздух ( в случае высокой категорийности помещения по вэрывоэащите можно использовать нейтральный газ - азот или его смеси с гелием идр, ) под небольшим избыточным давлением по крайней мере порядка 1,030,1 кгс/см , из которого через каналы 11 воздух поступает в кольцевой зазор, активно продувает этот зазор и отводится через аналоговый коллектор 1 О наружуПоданные в корпус аппарата реагенты начинают вэ аимодействовать,5 10 15 20 25 30 температура реа 1 цин. й средь: с о ышается, стЕНка корпусанагреваемсявместе с капиллярно-пористм покрытием 7, Так как капиллярно-пор.; тыйматериал постоянно увл ,жкяет;я коллекторами 2 и 3, то водч начин,.етинтенсивно испаряться с этих поверхностей, а циркулирующий воздух соскоростью 3-10 м/с и выше моментально сдувает появившийся водяной пар сиспаряющихся поверхностей н уноситего из зазора. Этот процесс интенсивно осушает капиллярно-пористый материал покрытия 7, а так как вода непрерывно подается иэ коллектора 2,то покрытие 7, обладая капиллярнопористой структурой, непрерывно втягивает в себя влагу, которая тут жевновь моментально испаряется, обеспечивая непрерывность теплоотвода,Интесивному и равномерному пропитыванию ткани водой по всей поверхности корпуса 1 способствует также и то,что намокание ткани идет сверху вниз,т,е. активно используется гравитационная сила. Это является весьма важным в работоспособности процесса фазового охлаждения корпуса аппарата. Известные для использования в процессе теплообмена капиллярно-пористые мат" риалыне увлажняются, так как вода практически не поднимается по капиллярам вверхпо коппусу аппарата - про гив сил гравитациии, Лучшие капиллярно-пористыематериалы с весьма малыми капиллярами, мелкой структурой обеспечивают подъем воды вверх (покорпусу аппарата), т,е, против силгравитации, не более 10 - 20 см, Этосовершенно не обеспечивает отвод тепла от реактора, Поэтому весьма важным является увлажнение капиллярнопористого материала в направлениисил гравитации,