АППАРАТ С ПОДВИЖНОЙ НАСАДКОЙ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к аппаратам для охлаждения жидкости с использованием псевдоожиженного слоя в качестве насадки и может быть применено в системах оборотного водоснабжениях в различных отраслях промышленности.
Известен аппарат с подвижной насадкой, содержащий вертикальный корпус с расположенной в нем псевдоожиженной насадкой между ограничительной и опорной решетками, оросительное устройство, штуцеры подвода и отвода жидкости, опорную кольцевую газораспределительную решетку с радиальными профильными лопаткам, расположенными под углом к горизонтальной плоскости кольцевой камеры с увеличивающимся поперечным сечением по ходу воздуха, а отверстия для подачи жидкости выполнены в нижней части в конической образующей оросительного устройства (Патент на полезную модель RU 36262 U1 МПК B01D 47/14 «Аппарат с подвижной насадкой» / Агапов Ю.Н., Медведев Д.И., Фалеев В.В. Опубл. 10.03.2004; Бюл. №7).
Недостатком его является низкая эффективность охлаждения жидкости вследствие малой интенсивности процессов тепло- и массообмена на поверхности дисперсного материала, неравномерности псевдоожижения газораспределения и смачивания дисперсной насадки жидкостью, высокого гидродинамического сопротивления.
Полезная модель направлена на повышение эффективности охлаждения жидкости.
Это достигается тем, что в вертикальном корпусе установлена воронкообразная газораспределительная решетка с направляющими жалюзийными лопатками, которая смонтирована под углом 5-10° к горизонтальной плоскости, вентилятор установлен на выходе из верхней конической части корпуса, воздухоподводящие патрубки установлены в нижней цилиндрической части корпуса тангенциально.
На фиг. 1 схематично показан предлагаемый аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А.
Аппарат содержит вертикальный корпус 1, состоящий из верхней конической части 2 и нижней цилиндрической части 3, ограничительную 4, и опорную 5 сетки с большим живым сечением, кольцевую воронкообразную опорную газораспределительную решетку 6 с направляющими жалюзийными лопатками 7, дисперсную мелкозернистую насадку 8, оросительное устройство в виде конуса 9 с отверстиями 10 в его нижнем основании, воздухоподводящие 11 и воздухоотводящий 12 патрубки, вентилятор 13, перфорированный участок 14 в нижней цилиндрической части 3 корпуса 1, трубопроводы отвода жидкости 15 и ее подвода 16, кольцевой сборник жидкости 17 и кольцевую камеру 18.
Аппарат работает следующим образом.
Охлаждающий воздух поступает в аппарат тангенциально по воздухоподводящим патрубкам 11 под кольцевую воронкообразную газораспределительную решетку 6. Под действием наклонных к горизонтальной плоскости струй воздуха, формируемых жалюзийными лопатками 7 кольцевой воронкообразной газораспределительной решетки 6, дисперсный мелкозернистый материал насадки 8 псевдооожижается и перемещается по кольцевой камере 18, образованному перфорированным участком 14 нижней цилиндрической части 3 корпуса 1 и образующей конусного оросителя 9 в сторону наклона жалюзийных лопаток 7. Охлаждаемая жидкость подается через трубопровод 16 и через отверстия 10 в образующей конусного оросителя 9 впрыскивается в слой мелкозернистой насадки 8. За счет действия центробежных сил, возникающих при движении насадки 8 вдоль кольцевой воронкообразной газораспределительной решетки 6, жидкость фильтруется через псевдоожиженный слой частиц в сторону перфорированного участка 14 нижней части 3 корпуса 1 и обеспечивает равномерное смачивание мелкозернистой насадки 8. Взаимодействие частиц с жидкостью происходит на поверхности частиц в центробежном псевдоожиженном слое, что повышает интенсивность процессов тепло- и массообмена. После контакта с воздухом жидкость через перфорированный участок 14 попадает в кольцевой сборник 17 и через трубопровод 15 выводится из аппарата, а выполнение величивающимся поперечное сечение кольцевой камеры 18 исключает вынос из аппарата капель жидкости и мелкозернистых частиц насадки.
Использование воронкообразной газораспределительной решетки 6 с жалюзийными лопатками 7, ограничительной 4 и опорной 5 сетками с большим живым сечением позволит уменьшить сопротивление аппарата, повысить эффективность охлаждения жидкости за счет интенсификации процессов тепло- и массообмена, равномерного смачивания частиц насадки, а расположение кольцевой воронкообразной газораспределительной решетки 6 под углом 5-10° к горизонтальной плоскости позволяет получить более равномерный псевдоожиженный слой мелкозернистой насадки 8 по структуре и высоте, так как при псевдоожижении слоя частиц на горизонтальной кольцевой решетке за счет действия центробежных сил высота слоя у внутренней образующей кольцевой камеры 18 меньше, чем на периферии.
Тангенциальный вход охлаждающего воздуха через патрубки 11 позволяет выравнивать поля скоростей на входе в кольцевую газораспределительную решетку 8 и уменьшить ее гидравлическое сопротивление. Установка вентилятора 13 в воздухоотводящем патрубке 12 создает разряжение в кольцевой камере 18, что позволяет уменьшить неравномерность газораспределения в аппарате.