Пленочный конденсатор смешения Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Комплексная переработка возобновляемого сырья

УДК 66.015.23

ПЛЕНОЧНЫЙ КОНДЕНСАТОР СМЕШЕНИЯ

И. Л. Макарова, В. А. Кожухов*, Н. А. Войнов

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: vkozhukhov@mail.ru

Представлены исследования теплоотдачи при конденсации в пленочном конденсаторе. Достигнуто увеличение коэффициента теплоотдачи до трех раз.

Ключевые слова: пленочные устройства; конденсатор; испаритель; охлаждение; барометрический конденсатор.

SHEET MIXTURE CONDENSER

I. L. Makarova, V. A. Kozhukhov*, N. A. Voinov

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: vkozhukhov@mail.ru

Thermolysis researches at condensation in the sheet condenser are presented. Increase in a heat-transfer coefficient up to three times is reached.

Keywords: sheet devices; condenser; evaporator; cooling; the barometric condenser.

В настоящее время особенно остро стоят вопросы повышения эффективности установок предприятий химической и нефтехимической промышленности и снижения экологического давления на окружающую среду. Наиболее перспективным в этом отношении, является применение конденсационной техники.

В этой связи на кафедре МАПТ СибГУ им. М. Ф. Решетнева разработан высокоэффективный пленочный трубчатый конденсатор с винтовой крупномасштабной шероховатостью на пленкообразующей поверхности [1]. Конструкция которого позволяет не только интенсивно перемешивать жидкость, но и способствует удалению не сконденсировавшего газа с межфазной поверхности, что интенсифицирует про-

цесс конденсации [2]. Отвод газа в рассматриваемом аппарате осуществляется за счет образования циркуляционных вихрей с пониженным давлением во впадинах шероховатости, локальное давление в которых на (20-100) Па ниже чем давление над поверхностью пленки. Что способствует переходу газа в жидкость и его отвод из зоны конденсации потоком жидкости.

Внедрение пленочных аппаратов конденсаторов с винтовой искусственной шероховатостью в инженерную практику сдерживается, в том числе, из-за недостаточной изученности теплоотдачи при конденсации в них. Конструкция конденсатора представлена на рис. 1, а, а экспериментальной ячейки для исследования процесса конденсации на рис. 1, б.

б

Рис. 1. Пленочный конденсатор (а): 1 - корпус; 2 - трубчатая насадка; 3 - газовый патрубок; 4 - винтовая шероховатость; 5, 6 - штуцера; 7 - барометрическая труба; винтовая шероховатость (б)

а

Решетневские чтения. 2017

Рис. 2. Зависимость коэффициента теплоотдачи от расхода подаваемой воды при конденсации пароводяной смеси о поверхность пленки при длине трубы 2 м, диаметре 51 мм, высоте выступа шероховатости h = 4 мм и параметре шероховатости s/h = 6 и доле воздуха в парах 1 %. Экспериментальные точки: 1 - c винтовой спиралью; 2 - без спирали

Исследование процесса конденсации осуществлялось на системе водяной пар-вода при атмосферном давлении. Методика определения величины коэффициента теплоотдачи изложена в работе [3].

Характерные результаты исследования представлены на рис. 2. Согласно данным установка винтовой шероховатости на поверхности трубы позволила увеличить величину коэффициента теплоотдачи в 2-3 раза по сравнению с трубами с гладкой поверхностью.

Вывод. Полученные данные были использованы при конструировании и расчете пленочного барометрического конденсатора.

Библиографические ссылки

1. Пат. 2440167. Российская Федерация, МПК51 Б01Б 5/00. Способ конденсации парогазовой смеси / Войнов Н. А., Жукова О. П., Войнов А. Н. ; заявитель и патентообладатель: Сибир. госуд. технолог. ун-т № 2010126998/05; заявл. 01.07.2010 ; опубл. 20.01.2012, Бюл. № 2. 11 с.

2. Войнов Н. А., Николаев А. Н. Теплосъем при пленочном течении жидкости. Казань : Отечество,

2011. 224 с. Библиограф.: C. 205-220. Предм. указ. : C. 221-220. 200 экз. ISBN 978-5-9222-0463-7.

3. Войнов Н. А., Жукова О. П., Николаев А. Н. Теплоотдача при конденсации и кипении в пленочном трубчатом испарителе // Теорет. основы хим. технол.

2012. Т. 46, № 3. С. 1-9.

References

1. Pat. 2440167. Rossiyskaya Federatsiya, MPK51 B01D 5/00. Sposob kondensatsii parogazovoy smesi / Voynov N. A., Zhukova O. P., Voynov A. N.; zayavitel' i patentoobladatel': Sibir. gosud. tekhnolog. un-t № 2010126998/05; zayavl. 01.07.2010; opubl. 20.01.2012, Byul. № 2. 11 p.

2. Voynov N. A. Teplos''em pri plenochnom techenii zhidkosti / A. N. Voynov, A. N. Nikolaev. Kazan' : Ote-chestvo, 2011. 224 p. Bibliograf.: P. 205-220. Predm. ukaz. : Pp. 221-220. 200 ekz. ISBN 978-5-9222-0463-7.

3. Voynov N. A., Zhukova O. P., Nikolaev A. N. Teplootdacha pri kondensatsii i kipenii v plenochnom trubchatom isparitele // Teoret. osnovy khim. tekhnol. 2012. Vol. 46, no. 3. P. 1-9.

© Макарова И. Л., Кожухов В. А., Войнов Н. А., 2017