Насадка регенератора

(51 о Г 23 3 15/02,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 630514, кл. Р 28 О 17/00, 1976,(57) Изобретение относится к элементамконструкций теплообменных аппаратов,используемых в воздухоразделительных установках, в частности для регенеративноготеплообмена между прямым и обратным потоками газов, а также.для очистки прямогопотока (П) от примесей вымораживанием,Цель заключается в повышении эксплуатационной эффективности путем сниженияосевой теплопроводности и гидравлического сопротивления насадки (Н) из лент (Л),Изобретение относится к элементам конструкций теплообменных аппаратов, используемых в воздухоразделительных установках, в частности для регенеративного теплообмена между прямым и обратным потоками газов, а также для очистки прямого потока от примесей вымораживанием. Целью изобретения .является повыше ние эффективности путем снижения осевой теплопроводности и гидравлического сопротивления. снабженной прорезями. Тепло и массообмен осуществляется с помощью описываемой Н периодически, При прохождении П сжатого воздуха (В) Н нагревается, а В охлаждается. При этом на Н вымерзают содержащиеся в В примеси влаги и двуокиси углерода. При прохождении отраженного П (азота или кислорода) Н охлаждается, а отложившиеся примеси выносятся П газа из регенератора, При соотношении смещения прорезей относительно друг друга в соседних рядах одной Л и длины прорезей к шагу размещения в каждом ряду, равном 0,35-0,6 и 0,7-0,95 соответственно, а также при соотношении ширины первой и второй Л одного диска, равном 1,01-1,04, и соотношении углов рифления первой и второй Л диска достигается снижение осевой Б теплопроводности и гидравлического соотивления, что повышает эксплуатационю эффективность регенератора. 3 ил.Ф На фиг, 1 представлен общий вид насад- Ь ки; на фиг. 2 - одна из лент диска насадки; СЛ на фиг. 3- другая лента диска насадки (гдНасадка регенератора содержит пакет в ф виде дисков 1, выполненных из сдвоенных ф металлических лент 2 и 3, снабженных про- ЬЭ резями 4 и рифами 5, расположенными под углом к боковой кромке ленты и перекрещивающимися в каждом диске 1 у смежных лент 2 и 3, при этом каждая из лент выполнена с геометрическими параметрами, выбираемыми иэ следующих соотношений:0,5 - 0,8. ь 2 З. н - 0,004 ОЯ 7- =0.1 - 4; =1 - 20 ,- =0,1 - 0,5, Ь, Ь дпр ." Япри где Д - предельный угол рифления;ф- угол рифления;й - шаг рифления;Ь - высота рифов;Ь - ширина ленты;Н - высота насадки;1 пр - длина прорезей;Япр - расстояние между прорезями в соседних рядах;д - толщина ленты.Кроме того, каждая из лент дисков насадки выполнена с дополнительными геометрическими параметрами, выбираемыми из следующих соотношений:1- =0,35 - 0,6; -"- =0,7 - 0,95;1 и1 ш 1 шв , = 1,01 - 1,04 = 1,05 - 1.6, 1где 1 - смещение прорезей одна относительно другой в соседних рядах(расстояние от начала одной прорези в одном ряду до начала следующей прорези, в соседнем ряду);1 ш - шаг размещения прорезей в каждом ряду;1 пр - длина прорезей;Ь - ширина первой ленты диска;Ь 2 - ширина второй ленты того же диска;ф 1- угол рифления первой ленты диска; Р 2 - угол рифления второй ленты того же диска.Насадка работает следующим образом.Тепло- и массообмен в регенераторах осуществляется с помощью описываемой насадки периодически. При прохождении потока (сжатого воздуха) насадка нагревается, а воздух охлаждается. При этом на насадке вымерзают содержащиеся в воздухе примеси - влага и двуокись углерода. При прохождении обратного потока (азота или кислорода) насадка охлаждается, а отложившиеся примеси выносятся потоком газа из регенератора.В результате экспериментальных исследований установлено, что на величину осевой теплопроводности существенное влияние оказывает смещение прорезей 4 друг относительно друга и соотношение между длиной прорези 4 1 пр и шагом размещения прорезей 4 1 пр.Установлено, что при смещении прорезей 4 на величину - 0,35-0,6 осевая теп 11 нчлопроводность насадки уменьшается более, чем в 2 раза,При отношении Г- менее 0,35 и более11Тпр0,6 величина осевой теплопроводности увеличивается, что приводит к снижению эффективности процесса теплообменаЭкспериментально установлено,. чтопри - - 0,7-0,95 величина осевой тепло 1 пр1 шпроводности принимает минимальные эна"0 чения, при этом существенно уменьшаютсяпотери холода в окружающую среду и улучшаются условия массообмена и очистки насадки от примесей.1 пПри значениях соотношения -менееш0,7 осевая теплопроводность насадки увеличивается в 10 раэ. При увеличении соотношения - более 0,95 становится1 п1 шнеобходимым значительно увеличиватьдлину прорези 4, что, в свою очередь, приводит к уменьшению прочности диска, носущественно не уменьшает теплопроводность,Снижение величины осевой теплопроводности ленты также зависит от шириныленты Ь и Ь 2 в диске насадки. Ленты имеютразную ширину, при этом резко уменьшается количество соприкосновения междудисками насадки, и уменьшается так называемая "мертвая зона" насадки регенератора, т.е. такая зона, через которую не можетпроходить поток газа,Экспериментально установлено также.,Ь35 что при величине отношения - большеЬ 21,01 и меньше 1,04 величина теплопроводности уменьшается в 2 раза. При величинеЬ 1соотношения - меньше 1,01 ширина лент40Ь 22 и 3 становится практически одинаковой,Ь 1аналогично прототипу, а при - более 1,04Ь 2может произойти загиб ленты, что приведет,в свою очередь, к увеличению гидравлического сопротивления насадки.В описываемой насадке ленты 2 и 3 выполнены с разными углами наклона рифов5, причем отношение углов рифления пер 50 вой и второй лент 2 и 3 составляет- 1,05-1,6. Это обусловлено тем, что при прохождении потока газа по одному рифу 5, часть потока при пересечении рифов 5 встречается с потоком, проходящим по другому рифу 5, и турбулиэирует его, увеличивая.коэффи-. циент теплоотдачи.В тоже время, при переходе потока газа с одного потока диска на другой происходит изменение направления потока, при этом увеличивается коэффициент сопротивления беэ увеличения коэф ициента теплоотдачи.При значениях более 1 и менее 1,6 улучшается процесс теплообмена насадки, При р менее 1,05 углы рифления становятВ ся равны, что соответствует прототипу, а приболее 1,6 происходит значительноеВ увеличение гидравлического сопротивления, которое опережает рост коэффициента теплоотдачи, и дальнейшее увеличение соотношения р- нецелесообразно.ВТаким образом, реализация описываемой насадки в регенераторах и соответственно в газоразделительных установках приводит к интенсификации процесса теплообмена за счет уменьшения осевой теплонроводности и гидравлического сопротивления насадки. В результате повышается эффективность работы насадки и регенератора в целом по сравнению с прототипом,Формула изобретения Насадка регенератора по авт, св. ЬЬ630514, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с 5 целью повышения эффективности путемснижения осевой теплопроводности и гидравлического сопротивления, каждая лента в сдвоенной выполнена с геометрическими параметрами, выбираемыми иэ следующих 10 соотношений:- = 0,35 - 0,6 - = 0,7 - 0,95 и щ 15=101 - 104 =105 - 16 где- смещение прорезей в смежных рядах на каждой ленте диска;ш- шаг размещения прорезей в каждом ряду одной ленты; пр - длина прорезей; Ь 1 - ширина первой ленты в сдвоенной; Ь 2 - ширина второй ленты; Р - угол рифления первой ленты; р 2 - угол рифл ения второй ленты. 91677453Составитель Т.Неверова Редактор И.Трубченко Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий Заказ 3103 Тираж 336 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Пройзводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101