Устройство для обработки воздуха

/О Р 24 Р 314,Р 26 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТРИ ГКНТ СССР ИЯМ ПИС НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБДУХА(57) Изобретенированию воздухцировать теплгидравлическоешить габариты.цилиндрическаяплом 20 и тангеподвода воздухкость 4 с охлад БОТКИ ВОЗе относится к кондициониа и позволяет.интенсифиомассообмен, снизить сопротивление и умень- В корпусе 17 установлена камера 1 с активным сонциальными патрубками 3 а, камера 1 опущена в емителем.жидкости 6, выполИзобретение относится к кондициони- циальными патрубками 2 подвод роаанию воздуха, к устройствам, обеспечи-"центральным патрубком 3 подво вающим подачу воздуха с заданнойсти; установленным в ее верхнем температурой и влажностью, . кость 4 для сбора жидкости с нас Келью изобретения является интенси- ее откачки, охладитель б жидкост фикация тепломассообмена, снижение гид- щий патрубок 7 с влагоотделител равлического сопротивления и уменьшение Цилиндрическая камера 1 габаритов.емкость 4, последняя выполнена На чертеже изображено устройство для : стенкой 9, образующей лабиринт обработки. воздуха.:". 10, при этом внутри емкости 4 у Устройство для обработки воздуха со- " " охладитель 6 жидкости, выполне держит цилиндрическую камеру 1 с танген- де полого пластинчатого теплооа воздуха и да жидко- торце, емосом 5 для и и отводяем 8.опущена в с двойной овый канал становлен нный в вибменника,(21) 4637344/29(56) Авторское свидетельство СССРФ 1332106, кл. Р 24 Г 3/1.4, 1987. ненным в виде плоского теплообменника, состоящего из секций 11, на верхней части которых расположено или сопло 14, или трубка 15, секции 11 соединены трубопроводом 12, а последняя - с лабиринтовым . каналом 10, образованным стенкой 5 и корпусом, на емкости 4 установлен насос 5 для откачки жидкости, подающий ее к соплу 20.Емкость 4 отделена перегородкой 21 от корпуса 17, а выходной воздушный патрубок имеет сепаратор 8. Жидкость, подаваемая к соплу 20, закручивается воздухом, подаваемым через патрубки 3, и попадает на поверхность жидкости в емкости 4, турбулизуя ее, а обработанный воздух через выходной патрубок 8 уходит к потребителю. При этом . жидкость через вентиль 16, подаваемая к соплам 14, вызывает в трубках 15 автоколебания жидкости с возникновением резонан- у са, что приводит к дополнительному ее разбрызгиванию, образованию пены, что резко увеличивает тепломассообмен между воздухом и жидкостью и улучшает процесс осушки. 1 ил.состоящего из отдельных модулей 11, соединенных друг с другом трубопроводом 12, каждый модуль 11 снабжен снаружи сквозными цилиндрическими патрубками 13, причем выход охлаждающей жидкости иэ последнего модуля 11 соединен с входом в лабиринтовый канал 10, на каждом модуле 11 в его верхней части установлены соосно или сопло 14, или цилиндрическая трубка 15, имеющая с обоих концов острую кромку, а насос 5 соединен с патрубком 3 подвода жидкости и через вентиль 16 с соплами 14.Цилиндрическая камера 1 помещена внутри прямоугольного корпуса 17, в боковую поверхность которого подведен патрубок 18 для подвода воздуха вентилятором 19,Центральный патрубок 3 снабжен активным соплом 20, Корпус 17 отделен от емкости 4 перегородкой 21. Выход охлаждающей жидкости из последнего модуля 11 соединен с входом в лабиринтовый канал 10 при помощи трубопровода 22.Сепаратор 8 снабжен отводной трубкой, опущенной в нижнюю часть емкости 4. На боковой стенке емкости 4 установлен переливной патрубок 23. Каждый модуль 11 теплообменника опирается на глухие перегородки 24. В качестве рабочей жидкости может быть раствор хлористого лития, а охлаждающей - этиленгликоль.Устройство для обработки воздуха работает следующим образом,Жидкая среда подается из емкости 4 насосом 5 в активное сопло 20 патрубка 3. Истекая из сопла 20 в виде факела жидкости, она смешивается с воздушной средой, подаваемой вентилятором 18 во внутреннюю область прямоугольного корпуса 17 и далее через тангенциальные патрубки 2 во внутреннюю часть цилиндрической камеры 1. Образовавшаяся вращающаяся жидкостно- газовая смесь интенсивно закручивается. За счет центробежных сил жидкость прижимается к внутренней поверхности цилиндрической камеры 1, образуя при этом плотный, непроницаемый для газа слой жидкости, При движении вдоль камеры 1 к пленке жидкости за счет разности парциальных давлений пара в воздухе и на поверхности пленки происходит перенос влаги иэ воздуха и жидкости и вследствие этого происходит осушка воздуха, Теплота конденсации, получаемая за счет осушки воздуха, приводит к нагреву вытекающей из цилиндрической камеры 1 жидкости на 3-5 С.по сравнению с температурой, которую жидкость имеет на входе в активное сопло 20.Разделение жидкостно-газового потока на газ и жидкость происходит в емкости 4, при этом воздух с каплями жидкости проходит через сепаратор 8, отделяется ат капель и выходит в технологическую линию. Первичная сепарация воздуха от капель жидкости происходит при его выходе иэ цилиндрической камеры 1. Падая на поверхность жидкости в емкости 4, воздух вспенивает нагретую жидкость и интенсивно взаимодействует с ней. Кинетическая энергия закрученного потока воздуха преобразуется в потенциальную энергию давления, под действием которого жидкость в емкости 4 приходит в состояние движения. 5 10 ЗЪ жидкости, диаметр цилиндрической трубки 15 равен выходному диаметру сопла 14. Скорость истечения струи меняется в диапазоне 7-26 м/с, расстояние между соплом и передней кромкой цилиндрической трубки ао 15 составляет 8-54 мм, длина трубки 1401.130 мм, Взаимодействие струи с передней кромкой цилиндрической трубки 15 приводит к автоколебаниям и образованию в струе вихревых колец. Частота автоколеба 45 ний определяется расстоянием между соплом 14 и цилиндрической трубкой 15 и скоростью истечения струи. Скорость истечения струи регулируется открытием вентиля 16, установленного на подающем трубопроводе жидкости. При приближении частоты автоколебаний к частотам собственных колебаний в цилиндрической трубке 15 возникает резонанс. Энергия акустического излучения при резонансе приблизительно пропорциональна шестой степени скорости истечения струи. Сопло 14 и цилиндрическая трубка 15 присоединены неподвижно к поверхности модуля 11 плоского теплообменника, Колебания цилиндрической трубки 15 передаются на по 50 55 Часть потока жидкости вытекает в зазор 15 между боковой поверхностью стенки 9 емкости 4 и турбулизирует пограничный слой жидкости на стенке 9. При этом интенсифицируется обмен и нагретая жидкость передает тепло охлаждающей жидкости, 20 движущейся в лабиринтовом канале 10 соскоростью 1 и/с, Другая часть нагретой жидкости проходит через сквозные цилиндрические патрубки 13 и в виде струй навстречу друг другу вытекает в полузамк нутое пространство, образованное боковыми поверхностями модулей 11 плоского теплообмен ника.Часть потока жидкости, подаваемой поддавлением насоса 5, направляется по тру бопроводу в сопла 14. Истекающая из сопла14 струя взаимодействует с открытой с двух концов цилиндрической трубкой 15, имеющей острую переднюю кромку, Ось цилиндрической трубки 15 совпадает с осью струиверхность плоского теплообменника и усиливают интенсивность теплообмена от нагретой жидкости к холодной стенке. Параметры сопла 14 и цилиндрической трубки 15 выбраны таким образом, чтобы 5 достичь критической частоты колебаний, равной 50-.80 Гц. При значении критической частоты колебаниИ увеличение коэффициентов теплоотдачи составляет 2,5-2,7 раза по сравнению с теплоотдачей без наложе ния колебаний, Так как модули 11 плоского теплообменника соединены жестко между собой трубопроводом 12, то колебания поверхности одного модуля 11 передаются на поверхность другого. Таким образом, в пло ском теплообмен нике интенсивность тепло- отдачи при наложении колебаний достигает значений 3,5-4,5 кВт/м к и в целом приближается к уровню, принятомудля лабиринто-вого канала 10, При этом существенно 20 уменьшается поверхность плоского теплообменника, необходимая для передачи требуемого количества тепла.Колебания цилиндрической трубки 15 приводФг к дополнительному распылива нию жидкости на мелкие капли и поддержа-: нию.верхнего уровня жидкости в активном пенном состоянии;Таким образом, вспенивание жидкости происходит за счет передачи энергии слою 30 жидкости от подаваемого перпендикулярно к слою закрученного, потока воздуха, э также за счет передачи энергии от вибрирующей в резонансном режиме цилиндрической трубки 15, Увеличение количества 35 жидкости, подаваемой открытием вентиля 16 в сопло 14, приводит к увеличению пенного слоя, С увеличением. высоты пенного слоя увеличивается эффективность массообмвна между воздухом и жидкостью, т.е. 40 процесс осушки воздуха улучшается.Так как подача жидкости от насоса 5 в активное сопла 3 производится с более низкой температурой, то при равном коэффициенте орошения интенсивность осушки 45 воздухе увеличивается с понижением температуры жидкости. Это происходит за счет увеличения разности парциальных давлений паров влаги в воздухе и на поверхности капли жидкости, что является движущей силой, которая переносит влагу из воздуха в жидкость. Область применения вибрационных колебаний, создаваемых соплом 14 и цилиндрической трубкой 15, расширяется для жидкостей с малой вязкостью типа воды. Взаимодействие потока воздуха с пенным слоем жидкости, работающем в активном режиме, увеличивает интенсивность массообмена в 1,5 - 2,0 раза при равном коэффициенте орошения,Устройство для обработки воздуха обеспечивает интенсификацию тепломассообмена.Формула изобретения Устройство для обработки воздуха, содержащее цилиндрическую камеру, с.тангенциальными патрубками подвода воздуха и центральным патрубком подвода жидкости, установленным в ее верхнем торце, емкость для сбора жидкости с насосомдля ее откачки, охладитель жидкости и отводящий патрубок с влагоотделителем, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью интенсификации тепломассообмена, сйижения гидравлического сопротивления и уменьшения габаритов, цилиндрическая камера выполнена с двойной антенной, образующей лабиринтный канал, и опущена в емкость, при этом внутри последней установлен охладитель жидкости, выполненный в виде полого пластинчатого теплообменника, состоящего из отдельных модулей, соединенных друг с другом трубопроводом, каждый модуль снабжен снаружи сквозными цилиндрическими патрубками, причем выход охлаждающей жидкости иэ последнего модуля соединен с входом в лабиринтный канал, на каждом модуле в его верхней части установлены соосно или сопло, или цилиндрическая трубка, имеющая с обоих концов острую кромку, а насос соединен с патрубком подвода жидкости и через вентиль с соплами.1716267 Составитель Г,ТуруновТехред М.Моргентал Корректор Н.Ревская Н,Коляда Ре роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 каз 601 Тираж Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4 й