RU2359749C2 - Regular packing for heat-mass-exchange apparatus - Google Patents
Regular packing for heat-mass-exchange apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2359749C2 RU2359749C2 RU2007121574/15A RU2007121574A RU2359749C2 RU 2359749 C2 RU2359749 C2 RU 2359749C2 RU 2007121574/15 A RU2007121574/15 A RU 2007121574/15A RU 2007121574 A RU2007121574 A RU 2007121574A RU 2359749 C2 RU2359749 C2 RU 2359749C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- helicoid
- helicoids
- heat
- elements
- diametre
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rotary Pumps (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Регулярная насадка для тепломассообменных аппаратов относится к конструкциям регулярных насадок, которые применяются в процессах тепломассообмена в градирнях при осуществлении испарительного охлаждения воды в замкнутых системах оборотного водоснабжения, абсорбции, очистки и осушки природного газа, а также в качестве смесителей жидких и газовых потоков, контактных элементов в конденсаторах смещения и биофильтрах, и может найти применение в технологических процессах теплоэнергетики, химической, нефтяной, газовой, пищевой и парфюмерной промышленности.The regular nozzle for heat and mass transfer apparatus refers to the designs of regular nozzles that are used in heat and mass transfer processes in cooling towers during evaporative cooling of water in closed circulating water supply systems, absorption, purification and drying of natural gas, as well as mixers of liquid and gas flows, contact elements in displacement capacitors and biofilters, and can find application in technological processes of heat power engineering, chemical, oil, gas, food and perfumery oh industry.
Известна регулярная насадка в виде блока горизонтально уложенных в ряды параллельно друг другу объемных элементов (SU 1212522, B01D 53/20).Known regular nozzle in the form of a block horizontally stacked in rows parallel to each other volumetric elements (SU 1212522, B01D 53/20).
Недостатком такой насадки является ее сравнительно высокое гидравлическое сопротивление.The disadvantage of this nozzle is its relatively high hydraulic resistance.
Известна также регулярная насадка для тепломассообменных аппаратов, выполненная в виде блоков, собранных из параллельно уложенных в ряды горизонтальных элементов, причем в соседних по высоте рядах элементы взаимно перпендикулярны, а в параллельных рядах расположены со смещением осей симметрии (патент Российской Федерации 2173214 от 2001 г., МПК B01J 19/32).A regular nozzle for heat and mass transfer apparatus is also known, made in the form of blocks assembled from parallel horizontal rows arranged in rows, moreover, in rows adjacent in height, the elements are mutually perpendicular and arranged in parallel rows with a displacement of the axes of symmetry (patent of the Russian Federation 2173214 from 2001 IPC
Недостатком таких насадок при коридорном расположении элементов блока является то, что значительная часть реагирующих потоков проходит байпасом по сквозным прямым каналам между соседними элементами, образующими блок регулярной насадки, что снижает эффективность процессов тепло- и массообмена. В случае шахматного расположения элементов блока эффективность процессов тепло- и массообмена несколько увеличивается, но при этом существенно возрастает гидравлическое сопротивление насадки. К недостаткам такой конструкции также относится недостаточно интенсивная турбулизация контактирующих потоков внутри блока насадки и, как следствие, несущественное повышение эффективности тепло- и массообменных процессов.The disadvantage of such nozzles in the corridor arrangement of the block elements is that a significant part of the reacting flows is bypassed through straight channels between adjacent elements forming the regular nozzle block, which reduces the efficiency of heat and mass transfer processes. In the case of a staggered arrangement of block elements, the efficiency of heat and mass transfer processes increases slightly, but the hydraulic resistance of the nozzle increases significantly. The disadvantages of this design also include insufficiently intensive turbulization of the contacting flows inside the nozzle block and, as a result, a slight increase in the efficiency of heat and mass transfer processes.
Также недостатком известных конструкций насадок является то, что их наибольшая тепло- и/или массообменная эффективность проявляется при проведении определенных технологических процессов, где гидравлическое сопротивление не является лимитирующим, что ограничивает область их применения.Another disadvantage of the known designs of nozzles is that their greatest heat and / or mass transfer efficiency is manifested during certain technological processes, where the hydraulic resistance is not limiting, which limits the scope of their application.
Задача изобретения - увеличение эффективности процессов тепло- и массообмена в регулярных насадках для тепломассообменных аппаратов и оросительных устройств градирен.The objective of the invention is to increase the efficiency of heat and mass transfer processes in regular nozzles for heat and mass transfer devices and cooling tower irrigation devices.
Указанная задача достигается тем, что в регулярной насадке для тепломассообменных аппаратов, выполненной в виде блоков, собранных из параллельно уложенных в ряды горизонтальных элементов, причем в соседних по высоте рядах элементы взаимно перпендикулярны, а в параллельных рядах расположены со смещением осей симметрии, согласно изобретению указанные элементы выполняются в виде прямых геликоидов, лопасти которых имеют в поперечном сечении форму трапеции с расширением к осевой линии геликоида, причем шаг между соседними геликоидами в каждом ряду составляет 1,1-2,5 диаметра геликоида, а смещение элементов в параллельных рядах - 0,2-1,0 величины диаметра геликоида, образуя объемную структуру из взаимно пересекающихся косо направленных каналов.This task is achieved by the fact that in a regular nozzle for heat and mass transfer apparatus, made in the form of blocks assembled from parallel horizontal rows arranged in rows, moreover, in rows adjacent to each other in height, the elements are mutually perpendicular, and in parallel rows arranged with an offset of the axis of symmetry, according to the invention, these the elements are made in the form of straight helicoids, the blades of which have a trapezoid in cross section with extension to the center line of the helicoid, and the step between adjacent helicoids in Each row is 1.1–2.5 times the diameter of the helicoid, and the displacement of the elements in parallel rows is 0.2–1.0 times the diameter of the helicoid, forming a three-dimensional structure of mutually intersecting oblique channels.
Лопасти прямых геликоидов могут быть выполнены с отверстиями, расположенными на линии, параллельной образующей геликоида, с шагом 0,4÷0,8 диаметра геликоида, а диаметр отверстий равен 0,1÷0,4 диаметра геликоида.The blades of direct helicoids can be made with holes located on a line parallel to the generatrix of the helicoid, with a pitch of 0.4 ÷ 0.8 of the diameter of the helicoid, and the diameter of the holes is 0.1 ÷ 0.4 of the diameter of the helicoid.
Блоки насадки по высоте аппарата могут размещаться с зазором, равным 4,0÷12,0 диаметра геликоида.The nozzle blocks along the height of the apparatus can be placed with a gap equal to 4.0 ÷ 12.0 of the diameter of the helicoid.
Образующая наружная кромка лопастей геликоидов может быть выполнена с синусоидальными поверхностями, шаг и амплитуда которых равна утроенной толщине лопастей геликоидов у их основания.The forming outer edge of the helicoid blades can be made with sinusoidal surfaces, the pitch and amplitude of which is equal to three times the thickness of the helicoid blades at their base.
На фиг.1 в изометрии показан прямой четырехзаходный геликоид; на фиг.2 - поперечное сечение геликоида; на фиг.3 изображена регулярная насадка в виде блока, собранного из уложенных во взаимно перпендикулярные ряды прямых геликоидов, образующих объемную структуру из пересекающихся косо направленных каналов; на фиг.4 - геликоид с отверстиями; на фиг.5 показаны блоки регулярной насадки, размещенные по высоте аппарата с зазором; на фиг.6 изображен в плане блок регулярной насадки из четырехзаходных прямых геликоидов (разрез А-А фиг.5); на фиг.7 изображен геликоид, у которого наружная кромка лопастей выполнена с синусоидальными поверхностями.Figure 1 isometric shows a straight four-way helicoid; figure 2 is a cross section of a helicoid; figure 3 shows a regular nozzle in the form of a block assembled from straight helicoids laid in mutually perpendicular rows, forming a three-dimensional structure of intersecting oblique channels; figure 4 - helicoid with holes; figure 5 shows the blocks of the regular nozzle, placed along the height of the apparatus with a gap; figure 6 shows in plan a block of a regular nozzle of four-way straight helicoids (section AA of figure 5); Fig.7 shows a helicoid in which the outer edge of the blades is made with sinusoidal surfaces.
Регулярная насадка для тепломассообменных аппаратов выполнена в виде блоков, собранных из горизонтальных прямых геликоидов 1 диаметром (d), параллельно уложенных во взаимно перпендикулярные соседние ряды 2 и 3 с шагом (t), а оси симметрии в параллельных рядах 2 выполнены со смещением (s), образующих объемную структуру из взаимно пересекающихся косо направленных каналов под углом α, причем лопасти геликоидов имеют в поперечном сечении форму трапеции с расширением к осевой линии геликоида.The regular nozzle for heat and mass transfer apparatuses is made in the form of blocks assembled from horizontal
Компоновка насадки выполнена так, что шаг (t) между соседними геликоидами в каждом ряду составляет 1,1-2,5 диаметра геликоида 1 (d), а смещение геликоидов в параллельных рядах составляет 0,2-1,0 величины диаметра геликоида (d).The nozzle arrangement is such that the pitch (t) between adjacent helicoids in each row is 1.1-2.5 of the diameter of helicoid 1 (d), and the displacement of the helicoids in parallel rows is 0.2-1.0 of the diameter of the helicoid (d )
Лопасти геликоида 1 выполнены с отверстиями 4, расположенными на линии, параллельной образующей геликоида с шагом 0,4÷0,8 диаметра геликоида (d), а диаметр отверстий равен 0,1-0,3 диаметра геликоида.The blades of the
Блоки регулярной насадки 5 высотой (Нб)по высоте (Н) аппаратов 6 устанавливают с зазором (l), который находится в пределах от 4,0 до 12,0 диаметров геликоида (d).Regular nozzle blocks 5 with a height (N b ) in height (H) of the
Крепление отдельных геликоидов 1 в блок регулярной насадки 5 осуществляется с помощью уголков 7 и стяжек 8.The fastening of
Образующая наружная кромка лопастей геликоидов 1 выполняется с синусоидальными поверхностями 9, шаг и амплитуда которых равна утроенной толщине лопастей геликоидов у их основания (α).The forming outer edge of the
Регулярная насадка работает следующим образом. Жидкая фаза подается равномерно на верхнюю часть блоков, собранных, например, из четырехзаходных геликоидов 1, уложенных в горизонтальные взаимно перпендикулярные ряды 2 и 3 и стекает по их поверхности в виде тонкой пленки и капельных струек жидкости, контактируя с восходящими по свободным косым каналам под углом α, образованным взаиморасположением смещенных в параллельных рядах геликоидов 1, потоками газа. Таким образом, массообмен между жидкостью и газом происходит в наиболее эффективном капельно-пленочном режиме течения жидкости.A regular nozzle works as follows. The liquid phase is fed evenly to the upper part of the blocks, collected, for example, from four-
Косо направленные каналы, образованные взаимным расположением геликоидов в соседних параллельных рядах, обеспечивают увеличение пути прохождения контактирующих потоков в объеме аппарата 6, а также условия для более полного смывания потоками всей поверхности геликоидов.The oblique channels formed by the mutual arrangement of helicoids in adjacent parallel rows provide an increase in the path of the contacting flows in the volume of the
Эффективность процесса тепло- и массообмена при этом в исследованном диапазоне нагрузок по газу 0÷3,0 м/с и по жидкости 0-9,0 м3/м2 час увеличивается на 10-15%.The efficiency of the process of heat and mass transfer in this case in the studied range of gas loads 0 ÷ 3.0 m / s and liquid 0-9.0 m 3 / m 2 hour increases by 10-15%.
Опытным путем установлено, что регулярная насадка в виде блоков из многозаходных геликоидов обладает свойством равномерно перераспределять потоки жидкости по всему поперечному сечению блока насадки даже при недостаточно равномерной первоначальной раздаче жидкости на входе в блок насадки из-за дефектов водораздающей форсунки аппарата.It has been experimentally established that a regular nozzle in the form of blocks of multi-start helicoids has the property of uniformly redistributing fluid flows over the entire cross section of the nozzle block even when the initial distribution of liquid at the inlet of the nozzle block is not uniform due to defects in the water-dispensing nozzle of the apparatus.
Выполнение лопастей геликоидов в их поперечном сечении в форме трапеции с расширением к осевой линии геликоида позволяет увеличить механическую прочность блока насадки.The implementation of the blades of helicoids in their cross section in the form of a trapezoid with an extension to the center line of the helicoid allows you to increase the mechanical strength of the nozzle block.
Компоновка блоков насадки с шагом между соседними геликоидами в каждом ряду в пределах от 1,0 до 2,5 диаметра геликоида (d) обусловлено следующим. Нижний предел - 1,1d объясняется тем, что дальнейшее сужение «живого сечения» свободных каналов приводит к заметному росту гидравлического сопротивления насадки, что нежелательно. Верхний предел - 2,5d объясняется тем, что при дальнейшем увеличении шага между соседними геликоидами в рядах блоков насадки существенно снижается удельная поверхность насадки, что также нецелесообразно.The layout of the nozzle blocks in increments between adjacent helicoids in each row ranging from 1.0 to 2.5 helicoid diameters (d) is due to the following. The lower limit of 1.1d is explained by the fact that a further narrowing of the "live section" of free channels leads to a noticeable increase in the hydraulic resistance of the nozzle, which is undesirable. The upper limit of 2.5d is explained by the fact that with a further increase in the pitch between adjacent helicoids in the rows of nozzle blocks, the specific surface of the nozzle substantially decreases, which is also impractical.
Смещение геликоидов в параллельных рядах блока насадки на 0,2-1,0 диаметра геликоида обусловлено требованиями оптимизации условий для обеспечения максимальной эффективности процесса тепломассообмена при минимальном гидравлическом сопротивлении за счет организации множества взаимодействующих взаимно пересекающихся во всем объеме блока регулярной насадки косо направленных каналов для турбулизации потока газовой фазы и увеличения поперечного перемешивания контактирующих потоков.The shift of helicoids in parallel rows of the nozzle block by 0.2-1.0 diameters of the helicoid is due to the requirements of optimizing the conditions to ensure maximum efficiency of the heat and mass transfer process with minimal hydraulic resistance due to the organization of many interacting oblique channels mutually intersecting throughout the block volume of the regular nozzle for turbulent flow gas phase and increase transverse mixing of the contacting flows.
Выполнение лопастей геликоидов с отверстиями, расположенными на линии, параллельной образующей геликоида с шагом 0,4-0,8 диаметра геликоида (d), а диаметра отверстий в пределах от 0,1 до 0,3 диаметра геликоида (d) позволяет дополнительно интенсифицировать тепло- и массообмен на 7-10% в процессах испарительного охлаждения оборотной воды в вентиляторных градирнях. Материалоемкость блока насадки при этом снижается на 10-14%, механическая прочность геликоидов сохраняется достаточно высокой.The implementation of the blades of helicoids with holes located on a line parallel to the generatrix of the helicoid with a pitch of 0.4-0.8 of the diameter of the helicoid (d), and the diameter of the holes in the range from 0.1 to 0.3 of the diameter of the helicoid (d) allows you to further intensify the heat - and mass transfer of 7-10% in the processes of evaporative cooling of circulating water in a cooling tower. The material consumption of the nozzle block is reduced by 10-14%, the mechanical strength of the helicoids is kept quite high.
Выполнение блоков насадки по высоте аппаратов с зазором относительно друг друга в пределах от 4,0 до 12,0 диаметра геликоида позволяет дополнительно повысить эффективность тепло- и массообмена на 6-8%. При этом верхний предел объясняется чрезмерным увеличением габаритов колонного оборудования, например, при осуществлении процессов абсорбции.The execution of the nozzle blocks along the height of the apparatus with a gap relative to each other in the range from 4.0 to 12.0 of the diameter of the helicoid can further increase the efficiency of heat and mass transfer by 6-8%. The upper limit is due to the excessive increase in the dimensions of the column equipment, for example, during the implementation of absorption processes.
Выполнение образующей наружной кромки лопастей геликоидов регулярной насадки для тепломассообменных аппаратов с синусоидальными поверхностями, шаг и амплитуда которых равна утроенной толщине лопастей геликоидов у их основания, позволяет дополнительно увеличить турбулизацию пленки жидкости, а также увеличить перераспределяющее действие блока регулярной насадки на жидкую фазу.The implementation of the generatrix of the outer edge of the helicoid blades of the regular nozzle for heat and mass transfer apparatus with sinusoidal surfaces, the pitch and amplitude of which is equal to the tripled thickness of the helicoid blades at their base, can further increase the turbulization of the liquid film, as well as increase the redistributing effect of the regular nozzle block on the liquid phase.
Предлагаемая регулярная насадка позволяет повысить эффективность на 10-15% в процессах абсорбции, охлаждения жидкостей и т.п. за счет увеличения поперечного перемешивания и турбулизации потоков, проста в изготовлении - отдельные ее элементы - геликоиды изготавливаются методом экструзии.The proposed regular nozzle allows you to increase efficiency by 10-15% in the processes of absorption, cooling of liquids, etc. due to the increase in transverse mixing and turbulization of flows, it is easy to manufacture - its individual elements - helicoids are made by extrusion.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007121574/15A RU2359749C2 (en) | 2007-06-09 | 2007-06-09 | Regular packing for heat-mass-exchange apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007121574/15A RU2359749C2 (en) | 2007-06-09 | 2007-06-09 | Regular packing for heat-mass-exchange apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007121574A RU2007121574A (en) | 2008-12-20 |
| RU2359749C2 true RU2359749C2 (en) | 2009-06-27 |
Family
ID=41027366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007121574/15A RU2359749C2 (en) | 2007-06-09 | 2007-06-09 | Regular packing for heat-mass-exchange apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2359749C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2548439C1 (en) * | 2013-11-20 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" | Preformed packing for heat-and-mass exchange devices, mainly bioreaction ones |
-
2007
- 2007-06-09 RU RU2007121574/15A patent/RU2359749C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2548439C1 (en) * | 2013-11-20 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" | Preformed packing for heat-and-mass exchange devices, mainly bioreaction ones |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007121574A (en) | 2008-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2076002C1 (en) | Packing tower | |
| US7510172B2 (en) | Mixing element and static fluid mixer using same | |
| EP3062901B1 (en) | Device and method for heat and mass exchange between gas and liquid | |
| RU2535700C2 (en) | Method and device for separation of fluids | |
| US4276244A (en) | Packing of equipment for the purpose of contacting mainly gaseous and liquid mediums | |
| US20180304192A1 (en) | Column for exchanging heat and/or material between two fluids comprising a collector tray and gas mixing means | |
| RU2359749C2 (en) | Regular packing for heat-mass-exchange apparatus | |
| EP4021625A1 (en) | Grid-like symmetrical distributor or collector element | |
| RU2416461C1 (en) | Package vortex nozzle for heat-and-mass exchange column apparatuses | |
| US10576450B2 (en) | Structured packing with enhanced fluid-flow interface | |
| RU2309356C1 (en) | Spraying unit of the water-cooling tower | |
| RU2480274C2 (en) | Regular adapter for heat-and-mass exchange apparatuses | |
| RU2384362C1 (en) | Regular packing | |
| RU2332246C1 (en) | Film-type enthalpy exchanger | |
| RU2300419C1 (en) | Regular nozzles for the heat-exchange and mass-exchange apparatuses | |
| RU2457026C1 (en) | Regular packing for heat-and-mass exchange apparatuses | |
| RU2480273C2 (en) | Regular adapter for heat-and-mass exchange apparatuses | |
| RU2338586C1 (en) | Regular structured nozzle for heat and mass exchange devices | |
| RU171603U1 (en) | REGULAR NOZZLE FOR HEAT AND MASS TRANSFER APPARATUS | |
| RU2456070C2 (en) | Regular packing for heat-and-mass exchange apparatuses | |
| JP7167513B2 (en) | Gas-liquid contactor | |
| RU214657U1 (en) | Regular packing for heat and mass transfer processes | |
| RU2461406C2 (en) | Mass exchange contact device for interaction of fluid and gas | |
| RU116368U1 (en) | FILLER ELEMENT FOR HEAT AND MASS EXCHANGE COLUMNS | |
| RU2480275C2 (en) | Regular adapter for heat-and-mass exchange apparatuses |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20130910 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20170427 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190610 |