RU2068164C1 - Heat exchanger - Google Patents

Abstract

FIELD: various industries, such as textile and chemical industries. SUBSTANCE: heat exchanger has horizontal chamber whose top part mounts cold-water supply pipe and water distributor. Central part of heat exchanger is space filled with cleats 4 fixed on pans 5 whose bottoms are shaped as contacting and diffusing sections 12 and 13, respectively, with holes 14. Steam-air mixture inlet and outlet pipes are provided on either end of chamber; hot-water sump and its discharge pipe union are located at the bottom. EFFECT: enlarged heat-transfer surface and improved intensity of heat-transfer processes. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам для утилизации теплоты парогазовых выбросов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например, химической и текстильной. The invention relates to apparatus for utilizing the heat of steam and gas emissions and can be used in various industries, for example, chemical and textile.

Известны смесительные теплообменники для нагрева воды [1] которые представляют собой вертикальную камеру, внутри которой расположен водораспределитель, насадки, где происходят тепломассообменные процессы и сборник нагретой воды. Known mixing heat exchangers for heating water [1] which are a vertical chamber, inside which there is a water distributor, nozzles, where heat and mass transfer processes and a collection of heated water take place.

Однако, данные теплообменники обладают существенным недостатком, которое заключается в забивании насадки пухом, содержащимся в паровоздушной смеси (ПВС), уходящей из сушильных установок, что приводит к резкому возрастанию аэродинамического сопротивления. Другим недостатком этой конструкции является низкий средний коэффициент теплопереноса. However, these heat exchangers have a significant drawback, which consists in clogging the nozzle with the fluff contained in the steam-air mixture (PVA) leaving the drying plants, which leads to a sharp increase in aerodynamic drag. Another disadvantage of this design is the low average heat transfer coefficient.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является смесительный теплообменник [2] который содержит входные и выходные патрубки для газа и жидкости, подключенные к корпусу, в полости которого установлен пакет пластин с планками, расположенными под углом, последовательно увеличивающимся по ходу газа с образованием зигзагообразных каналов. Углы наклона в конце канала различны и зависят от влагосодержания ПВС, подводимой к теплообменнику. The closest in technical essence and the achieved result is a mixing heat exchanger [2] which contains inlet and outlet nozzles for gas and liquid connected to the housing, in the cavity of which there is a stack of plates with strips located at an angle that gradually increases along the gas with the formation of zigzag channels. The inclination angles at the end of the channel are different and depend on the moisture content of the PVA supplied to the heat exchanger.

Однако, указанный теплообменник имеет существенный недостаток, ограниченную поверхность теплообмена и, как следствие, низкую теплоутилизационную способность (порядка 0,5-0,6). However, this heat exchanger has a significant drawback, a limited heat exchange surface and, as a consequence, low heat recovery capacity (of the order of 0.5-0.6).

Целью настоящего изобретения является увеличение поверхности теплообмена и интенсивности процессов переноса. Указанная цель достигается тем, что в теплообменнике содержащем входные и выходные патрубки для газа, расположенные доль одной оси и жидкости, подключенные к корпусу в полости которого установлен пакет пластин с планками, расположенными под углом последовательно увеличивающимся по ходу газа с образованием зигзагообразных каналов. Днище поддонов выполнено профилированным, образуя с поверхностью жидкости каналы переменного сечения в виде последовательно чередующихся конфузорных и диффузорных участков и перфорированным со степенью перфорации 0,01-0,02. Чередование конфузорных и диффузорных участков уменьшает аэродинамическое сопротивление и толщину пограничного слоя, что интенсифицирует процессы переноса и турбулизует поток ПВС. Увеличение поверхности теплообмена достигается за счет организации орошение потока ПВС водой через перфорацию в стенках поддонов. The aim of the present invention is to increase the heat transfer surface and the intensity of the transfer processes. This goal is achieved by the fact that in the heat exchanger containing the inlet and outlet nozzles for gas, located along the same axis and liquid, connected to the housing in the cavity of which there is a stack of plates with straps located at an angle that increases sequentially along the gas with the formation of zigzag channels. The bottom of the pallets is made profiled, forming channels of variable cross-section with the surface of the liquid in the form of successively alternating confuser and diffuser sections and perforated with a degree of perforation of 0.01-0.02. The alternation of confuser and diffuser sections reduces aerodynamic drag and the thickness of the boundary layer, which intensifies the transfer processes and turbulizes the flow of PVA. An increase in the heat transfer surface is achieved by organizing the irrigation of the PVA stream with water through perforation in the walls of the pallets.

Дополнительный эффект достигается за счет выполнения конфузорных и диффузорных участков в соотношении 1:2 и угла раскрытия конфузора не более 40 градусов. An additional effect is achieved by performing confuser and diffuser sections in a 1: 2 ratio and a confuser opening angle of not more than 40 degrees.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид теплообменника, на фиг. 2 его горизонтальный разрез, а на фиг. 3 вид теплообменного элемента. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of a heat exchanger; FIG. 2 is a horizontal section thereof, and in FIG. 3 view of the heat exchange element.

Теплообменик представляет собой горизонтальную камеру 1, в верхней части которой расположены патрубок подвода холодной воды 2 и водораспределитель 3. Средняя часть теплообменника представляет собой зону теплообмена, заполненную планками 4, закрепленными на поддонах 5, нижняя часть которых выполнена профилированными, образующими с поверхностью жидкости конфузорные 12 и диффузорные 13 каналы. Стенки поддонов имеют отверстия 14, через которые происходит разбрызгивание жидкости в потоке ПВС, что значительно увеличивает поверхность теплообмена и количество переданной теплоты. С обоих торцов камеры расположены патрубки подвода 6 и отвода 7 ПВС. Сборку поддона вблизи заднего торца по ходу газа расположен штуцер подвода воды 8, а с другой его стороны имеется водослив 9. Снизу камеры расположен приемник нагретой воды 10 и патрубок ее отвода 11. The heat exchanger is a horizontal chamber 1, in the upper part of which there is a cold water supply pipe 2 and a water distributor 3. The middle part of the heat exchanger is a heat exchange zone filled with slats 4 fixed to pallets 5, the lower part of which is shaped, forming confuser 12 with the surface of the liquid and diffuser 13 channels. The walls of the pallets have holes 14 through which liquid is sprayed in the PVA stream, which significantly increases the heat transfer surface and the amount of heat transferred. From both ends of the chamber, there are nozzles for supply 6 and outlet 7 of PVA. The assembly of the pallet near the rear end along the gas is a water supply fitting 8, and on its other side there is a spillway 9. At the bottom of the chamber is a heated water receiver 10 and its outlet pipe 11.

Теплообменник работает следующим образом. ПВС, подведенная к камере 1 через патрубок 6, направляется по зигзагообразным каналам, образованным планками 4 и поддонами 5. Дно поддона выполнено профилированным и образует с поверхностью жидкости конфузор-диффузорные каналы 12, 13. Отработанный газ удаляется из теплообменника через патрубок 7. Холодная вода через патрубок 2 поступает в водораспределитель 3, а оттуда по трубкам через штуцера 8 на поддоны 5. Холодный теплоноситель, растекаясь пленкой по всей ширине поддона, направляется по зигзагообразным каналам навстречу ПВС, нагревается при непосредственном контакте с последней и по водосливам 9 поступает в приемник горячей воды 10, а оттуда через штуцер 11 к потребителю. Часть воды отверстия 14 стекают с поддона на поддон, увеличивая поверхность контакта. ЫЫЫ2 The heat exchanger operates as follows. The PVA, brought to the chamber 1 through the pipe 6, is guided through the zigzag channels formed by the strips 4 and the pallets 5. The bottom of the pan is shaped and forms confuser-diffuser channels 12, 13 with the liquid surface. The exhaust gas is removed from the heat exchanger through the pipe 7. Cold water through the pipe 2 it enters the water distributor 3, and from there through the pipes through the nozzle 8 to the pallets 5. The coolant, spreading with a film over the entire width of the pan, is directed through zigzag channels towards the PVA, it heats up direct contact with the latter and weirs 9 into the hot water receptacle 10, and from there via the connection 11 to the consumer. Part of the water of the hole 14 flows from the pan to the pan, increasing the contact surface. YYY2

Claims (2)

1. Теплообменник, содержащий корпус с соосными входным и выходным патрубками для газа и патрубками для жидкости и установленный в полости корпуса пакет поддонов с планками, расположенными под углом к направлению потока газа, увеличивающимся по ходу этого потока с образованием зигзагообразных каналов, отличающийся тем, что днище каждого поддона выполнено перфорированным со степенью перфорации, равной 0,01 0,02, и профилированным, образуя с горизонтальной плоскостью конфузорно-диффузорные каналы. 1. A heat exchanger comprising a housing with coaxial inlet and outlet nozzles for gas and nozzles for liquid and a pack of pallets installed in the cavity of the housing with straps located at an angle to the direction of gas flow, increasing along this flow with the formation of zigzag channels, characterized in that the bottom of each pallet is perforated with a degree of perforation equal to 0.01 0.02, and profiled, forming confusor-diffuser channels with a horizontal plane. 2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что длина конфузорных участков каналов в два раза меньше длины диффузорных. 2. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the length of the confuser sections of the channels is two times less than the length of the diffuser.

Images