Насадка

. РЕСПУБЛИК 091 (11) . хоткиннова а ю- ое дового ехнологи- Кирова льство СС 4, 1982.(54)(57в виде аспол порядко т л с оидно вып форму. 8. Насадка щ а я с я тем, выло 2. Н щая сного тела 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпю ДЕлАм изоБРетений и ОТНРытий ОПИСАНИЕ ИЗОБ Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Казанский ордена ТрКрасного Знамени химикоческий институт им. С.М(56) 1; Авторское свидетВ 944604, кл. В 01 Р 11 1. НАСАДКА, выполненная дноосных гипоциклоидных тел, енных рядами в шахматном относительно друг друга ч а ю щ а я с я тем, что, интенсификации процесса, сторона гипоциклоидного тенена ступенчатой. адка по п.1,о т л и ч а тем, что ступени выпукл стороны выполнены в виде жалюзей, а вогнутые стороны перфорированы3. Насадка по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что ступени выпуклой стороны выполнены в виде рифлений.4. Насадка по п.1, о т.л и ч щ а я с я тем, что гипоциклоидн тело выполнено полым.5. Насадка по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что профиль гипоцик.лоидного тела имеет сферическую формуе6. Насадка по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что профиль гипоциклоидного тела имеет коническую форму. садка по п.1, о т л и ч а ю.- я тем, что профиль гипоциктела имеет эллипсоидную п.1, о т л и ч а ю - р то профиль гипоцикеет форму тора,Изобретение относится к контактным устройствам для проведения процессов массо-теплообмена в центробежных и гравитационных аппаратах ихимических реакторах 5Известна насадка, выполненная ввиде одноосных гипоциклоидных тел,расположенных рядами в шахматном .порядке относительно друг друга 13.Однако известную насадку невозмож но применить при проведении экзо(энцо)- термических процессов, требующихподвода (отвода ) тепла, без непосредственного контакта с взаимодействующими фазами. Следовательно, 15снижается область применения данной.насадки,Указанные недостатки, обусловленытем, что в известной насадке отсутствуют полости для подвода теплоносителя(хладагента) в контактную зону аппарата.Цель изобретения - интенсификацияпроцесса,Поставленная цель достигается тем, 25что в насадке, выполненной в видеодноосных гипоциклоидных тел, расположенных рядами в шахматном порядке.относительно друг друга, выпуклаясторона гипоциклоидного тела выполнена ступенчатой.Целесообразно, чтобы ступени выпуклой стороны были выполнены в виде жалюзей, а вогнутые стороны перфорированы.Кроме того, целесообразно, чтобыступени выпуклой стороны были выполнены в виде рифлений.Целесообразно, чтобы гипоциклоидные тела были выполнены полыми.Кроме того, целесообразно, чтобыпрофиль гипоциклоидного тела имелсферическую форму.Целесообразно, чтобы профиль гипоциклоидного тела имел коническую45форму,ВКроме того, целесообразно, чтобы . профиль гипоциклоидного тела имел эллипсоидную Форму,Целесообразно, чтобы профиль гипоциклоидного тела имел форму тора.Размещение насадки в аппарате:гипоциклоидные тела расположены радиально относительно оси ротора с образующей гипоциклоидного тела 55 параллельной оси ротора, а диаметры описанных окружностей гипоциклоидных тел каждого ряда изменяются по радиусу аппарата согласно отношенйя. в случае применения в центробежном аппарате,гипоциклоидные тела собраны в пакеты и установлены горизонтально или под углом, причем каждый следующий пакет повернут относительно предыдущего на 90 - в случае применения в гравитационных аппаратах.Как в случае применения насадки в центробежном,так и в гравитационном аппарате, гипоциклоидные тела в насадочной зоне аппарата ориентированы таким образом, чтобы выпуклая сторона (ветвь) гипоциклоидноГо тела была обращена к вектору скорости дисперсной фазы.Ориентация гипоциклоидных тел в насадочной зоне аппарата укаэанным образом и выполнение выпуклой стороны (ветви ) гипоциклоидного тела ступенчатыми,жалюзийными или рифлеными позволяет оптимальным образом исполь 1 зовать эффект многократного обновления поверхности за счет разрушения пленки жидкости, движущейся по выпуклой поверхности гипоциклоидного тела с последующим диспергированием и редиспергированием капель. Выполнение гипоциклоидных гел полыми позволяет использовать их при проведении ,экзо(эндо)термических процессов с подключением блоков к коллекторам для подачи хладагента (теплоносителя) в полость гипоциклоидного тела. На фиг.1 изображено гипоциклоидное тело, выполненное полым; на . фиг.2 - то же, выпуклая сторона(ветвь ) выполнена рифленой (канавкймогут быть, выполнены различного профиля и формы),на фиг,З, то же,выпуклаясторона (ветвь ) выполнена ступенчатой; на фиг.4 . - то же; выпуклая сторона (ветвь) выполнена жалюзийной,а вогнутые стороны (ветви ) перфорированными; на фиг,5 - то же, в пла- .не и диаметр описанной окружности 1на фиг.б и 7 - различные вариантыориентации гипоциклоидного телапо отношению к вектору скорости (И)дисперсной фазы на фиг.8. - гидродинамическая картина в аппарате, для случая, когда) насадочная часть ап парата заполнена гипоциклоидными телами, у которых выпуклая сторона(2) Использование изобретения позволяет интенсифицировать процесс3 112896гипоциклоидных тел в пакет, предназначенный для установки в гравитационные аппараты; на фиг.10 - вариантразмещения гипоциклоидных тел в насадочной части центробежного аппара 5та, вид в плане; на фиг,11 - профильодноосного сферичного гипоциклондного тела; на фиг.12 - профиль одноосного коническогогипоциклондноготела; на фиг.13 - профиль одноосного эллипсоидального гипоциклоидноготела; на фиг.14 - 16 - профили одноосного гнпоциклоидного тела в видетора; на фиг.14 - плоского круговоготора; на фиг.15 - сферически-кругового тора; на фиг,16, - коническикругового тора.Насадка выполнена из .набора одно-.осных гипоциклоидных тел, расположенных с зазором, зазоры между элементами одного ряда расположены поотношению к тем же зазорам соседнего ряда в шахматном порядке, Гипоциклоидное тело представляет собойгипоциклоиду с тремя ветвями, описываемую уравнениями:Х=Г(2 созЧ+соз 2 Ч)У Г(2 вий-зхп 2 Ч)где Г - радиус окружности,Ч - угол.При этом выпуклая сторона 1 (ветвь)может быть выполнена ступенчатой,жалюэийной или рифленой, с нанесе-,нием канавок различного профиля иформы. Гипоциклоидные тела могут бытьвыполнены полыми, а при выполнении 35выпуклой стороны (ветви) жалюзийной,вогнутые стороны 2 (ветви) могутбить выполнены перфорированными., Работу насадки рассмотрим для слу-,чая, когда выпуклая сторона(ветвь) 40гипоцнклоидного тела выполнена жалюзийной, а вогнутая сторона 2 (ветви) - перфорированной (фиг.4 и 8 ).При противоточном движении фаэ каплидисперсной фазы под действием массовых сил, двигаясь в насадочной зонеаппарата, достигают выпуклой (жалюзийной ) поверхности гипоциклоидноготела, ударившись о нее, разрушаютсяи в виде пленки дисперсная фаза течет по жалюэийной (выпуклой) поверхности. Достигнув кромки первого ряда жалюзи, пленка срывается с него,разрушаясь с образованием новых капель, которые при своем движении достигают следующего ( по ходу движения)жалюзи, и далее весь процесс повто-ряется. 8 4Таким образом, при движении по жа- люзийным поверхностям гипоциклоидных тел и в целом в насадочной нас- . ти аппарата происходит многократноеобновление поверхности за счет бесконечного числа актов дробления икоалесценции капель дисперсной фазы.Сплошная фаза, двигаясь противотоком к дисперсной, равномерно рас-пределяется в насадочной зоне аппарата. Благодаря хорошей обтекаемостигипоциклоидных,:тел со стороны сплошной фазы и наличию перфораций на вогнутых поверхностях последних, сплошная фаза, свободно обтекая гипоциклоидные тела, через перфорации поступает внутрь гипоциклоидного тела, достигнув жалюзийной поверхности,сплошная фаза через щели в виде струйвытекает из последней, интенсивновзаимодействуя с дисперсной фазой.Таким образом, при противоточномдвижении фаз в насадочной зоне аппарата осуществляется интенсивное взаимодействие фаз, сопровождаемое многократным, систематическим процессом обновления межфазной поверхности, выражающееся через бесконечноечисло актов разрушения и образованиякапель, Все зто. интенсифицирует .процессы, происходящие в аппарате.Был изготовлен лабораторный вариант предлагаемой насадки, выполненной из набора одноосных гипоциклоидных тел, расположенных с зазором,зазоры между элементами одного ряда расположены по отношению к тем же зазорам соседнего ряда в шахматномпорядке, которая проверялась для слу ,чая, когда выпуклая сторона (ветвь) гипоциклоидного тела выполнена жалюзийной, а вогнутые стороны ветви перфорированными. Данной насадкой была заполнена насадочная зона центробежного экстрактора диаметром 350 мм. Исследования проводились на системе керосин-фенол-вода (извлече- ние фенола из керосина водой) при объемном соотношении тяжелой фазы к.легкой 9 (Й =3/1 и числе оборотов ротора 0=1500 об/мин,Исследования показали, что эффективность массобмена (степень извлечения фенола ) по отношению к прото- тину возрастает на 48-563.128968 Фиг, 5Яюг. дСалоьиноя,рдрдф-чв- дислерсноя Фагаммм втеюмииг тичении увеличить интенсивность массобменана 48-563 по сравнению с известными насадками (кольца Рашига в " широкоприменяемыми в промышленности в гравнтационных аппаратах, и волнообразная насадка - в центробеаных экстракторах позволяет интенсифицироватьпроцесс массообмена.51128968 фиг. 73 фиг. Составитель 3. Александроват Техред М, Надь ктор Н. орректор С.Ше 681енного комитета Стений и открытий5, Раушская наб.,Подписно 4/ атент илиал аказ 9272/7 Тираж ВНИИПИ Государст по делам изобр 113035, Москва, Ж