Резервуар для жидкостей

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 51) 4 В 65 0 88/74 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСА ТОРС ОБРЕТЕНИ ЕЛ Е.Сыроедовжельников тельство СССР Э 88/74, 1984 ДЛЯ ЖИДКОСТЕИ,лированный корпуси выдачи продукренней сторонетносительно дниен сообщенный содукта цилиндр,стержне ниже падного продукта ус.тельно аксиальноФиг. у(54)(57) РЕЗЕРВУАРсодержащий теплоизос патрубками подачита и крышку, к внуткоторой с зазором оща корпуса прикреплпатрубком подачи првнутри которого натрубка подачи исхотановлены последбва ЯОю 12 258 лопаточныи завихритель и источниктепловой энергии, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени нагрева и выдачи про-.дукта путем увеличения эффективности теплообмена, он снабжен сферическими направляющими, выполненными сцентральными осевыми отверстиями иразмещенными между собой эквидистантно под цилиндром на вертикальных элементах жесткости, связанных с днищемкорпуса и торцом цилиндра, при этомнижняя внутренняя часть последнеговыполнена в виде конфузора и с выходным диаметром, равным 0,5 - 0,75внутреннего диаметра цилиндра, а наружная кромка конфузора имеет закругление, радиус которого равен 0,4 -0,5 внутреннего диаметра цилиндра,32588 1 12Изобретение относится к резервуа рам для жидкостей с местными подогревателями и может быть использовано, преимущественно., в нефтехимической промьппленности, а также в различных областях народного хозяйства, где необходим эффективный способ нагрева и выдачи жидкостей.Цель изобретения - сокращение времени нагрева и: выдачи продукта путем увеличения эффективности теплообмена.На фиг.1 представлен резервуар для жидкостей; на фиг,2 - зависимости теплового числа Стантона (Б), являющегося мерой интенсивности теплоотдачи, от числа Рейнольдса (Ке), характеризующего гидродинамический режим потока, при различных углах ( у ) закрутки потока и с различными выходными диаметрами конфузоров (д); на фиг.З - резервуар для жидкостей 1 вид на понфузор и сферические направляющие) .Резервуар для жидкостей содержит теплоизолированный корпус 1 с патруб. каки подачи 2 и выдачи 3 продукта, крьппку 4 к внутренней стороне которой с зазором относительно днища корпуса прикреплен цилиндр 5, на осевом держателе 6 которого закреплены ниже патрубка 2 подачи исходного продукта в цилиндр 5 последовательно по ходу потока аксиально-лопаточный завихритель 7 и источник 8 тепловой энергии. Резервуар снабжен сферическими направляющими 9, выполненными с центральными осевыми отверстиями. Сферические направляющие 9 размещены под цилиндром 5 и закреплены с зазором одна относительно другой на элементах .10 жесткости, в частности на стержнях 10, жестко связанных, с днищем корпуса 1 и торцом цилиндра 5. Нижняя часть цилиндра 5 выполнена в виде конфузора 11 с выходным диаметром (й), равным 0,5-0,75 внут. реннего диаметра цилиндра 5 И в ).Наружная кромка конфузора 11 имеет закругление, радиус которого (К) определяют по следующей зависимости: улучшающее аэродинамику завихрителяи повышающее жесткость лопаток, назначение которого в данной конструкции выполняет осевой держатель 6, наповерхности которого жестко закреплены внутренние торцы лопаток эавихрителя. Наружние торцы лопаток жестко крепятся на внутренней поверхности цилиндра 5 Лопатки изготовлены1 О из листовой латуни толщиной 1,0 -1,5 мм,Нижняя часть цилиндра 5 выполнена в виде конфузора 11 с выходным отверстием, диаметр й которого равен5 0,75 Д наружняя кромка конфуэора, также являющаяся нижней торцовойкромкой цилиндра 5, выполнена с закруглением, радиус К которого равен0 э 5 1 в.ц..10 Направляющие 9 представляют собойполусферы, выполненные из листовойстали толщиной 1,5 - 2 мм методом холодной штамповки. В каждой полусфере выполнены отверстия, расположен 25 ные по оси с диаметрами, равнымивыходному диаметру конфузора Я) .Направляющие устанавливают сооснос зазором одна относительно другойпод цилиндром 5, при этом оси полуЗ 0 сфер совпадают с осью цилиндра. Полусферы жестко крепятся на любых элементах 1 О жесткости, в данном варианте на стальных стержнях 10 диаметром 5 мм, которые закреплены нижним35 концом на днище корпуса 1 резервуара, а верхним прикреплены к нижнемуторцу цилиндра 5. .В качестве теплоизоляционного материала используют текстолит, химически стойкий к40 воздействию жидкости на нефтяной основе,Оптимальное число направляющих,зависящее от геометрических размеровповоротов, определяется по следующей45 д в.зависимости: и , - 2 -- 2 зазорКр 2между полусферами изменяется по арифметической прогрессии, в которой раз.а50ность Ь = =, где а - расстояниеиот внутренней кромки до первой подуЬц.сферы равно" а = 0,94 - . Исходя(0,4 - 0,5) йАксиально-лопаточный завихритель 7 представляет собой осевой направляющий аппарат, в центральной части которого размещается тело вращения,из изложенного, величина диаметраполусферы может быть определена последующей зависимости: П = д +Йе.Изменения интенсивности теплоотда-. чи закрученного потока в зависимости от различного угла закрутки ( р ) и выходного диаметра конфузора (й)(при различных скоростях потока, характеризующихся числом Рейнольдса (Ре), представлены в таблице. а,в,с,й - при й = 0,5; 15о- при Ц- при а, аВ приосевой зоне конического канала (крнфузора) закрученный поток испытывает сильный разгон, что приводит к ускорению потока в приосевой и центральной областях цилиндрического канала и образованию радиальных течений, направленных к оси канала. Под действием ускорения, которое с, ростом интенсивности закрутки захватывает все большую часть сечения, происходит уменьшение интенсивности продольных пульсаций в канале. Таким образом, установка конфузора приводит к увеличению интенсивности теплоотдачи без изменения плотности теплового потока. Зависимость 1 - для незакрученногоФпотока при= 0 и й= 1.Максимальная теплоотдача .достига-. ется при углах закрутки потока ( ц ), равных .45-60 и при диаметре выходного отверстия конфузора (й), равным 0,5-0175 йецУстройство работает следующимобразом.Через патрубок 2 подачи исходногопродукта в нагреватель вводится вещество, которое необходимо нагреть.Попадая на лопатки завихрителя 7,1установленного на входе в цилиндр 5,вещество приобретает вращательнопоступательное движение и направ О ляется вниз по винтовой линии, ин -тенсивно нагреваясь от внутреннегоисточника 8 тепла, причем за счетвысокой степени турбулизации нагревпроисходит по всему объему цилиндра, 15 а теплоотдача к стенке уменьшается, что позволяет эффективнее использовать выделяемое источникомтепло . На выходе из цилиндра жидкость, нагревшись, ускоряет свое 2 О движение благодаря наличию конфузора 11 и попадает на сферические направляющие 9, которые придают пото. ку направленное упорядоченное движение на повороте потока иэ цилиндра 25 в кольцевое пространство между корпусом и цилиндром, направляясь к выходному патрубку 3. При этом слойнагретого вещества, находящийся вкольцевом пространстве вокруг цилиндЗо ра, являясь вторичным источникомтепла и, в то же время, тепловым изолятором, препятствует потерям в атмосферу от наиболее нагретой центральной части цилиндра, получая приэтом добавочное количество тепла отнаружней стенки цилиндра.Применение изобретения позволяетуменьшить потери на гидравлическоесопротивление установки в 2-2,5 раза 40 и увеличить интенсивность нагревана 40-507.,б 2,6 Р,2 3,2 3 3,2 6 3,0 25 Зв 2 3 э 4 Э 60 0,5 4,2 4,0 Ээ 8 324, 4,0 3,2 э 5 2 эб 2,6 2,5 75 5 3,Оэ 22 эб ЗвО ЗэО 3,6 0,75 Ъв 9 1,0 3,0Радиус иарукиой кромки (Ед ) 2,8 2,35 Ээ4,1 Э,3,0 2,Ов 25 Ов 4 Оэ 5 Овб.Бланар Техред Л.Олейник Корректор Л. Пат кт ное 023ВН За роизводственно-поли лиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,Тн КИПИ Госуд по делам ИЗО 35, Моск