Главная » 2010 » Май » 17 » Виды насадок в вохдухоразделительных установках и холодильно-газовых машинах.
18:16
Виды насадок в вохдухоразделительных установках и холодильно-газовых машинах.
Главным элементом регенераторов, определяющим в основном эффективность их работы, является насадка. В регенераторах воздухоразделительных установок (ВРУ) и холодильно-газовых машинах XГМ применяют в основном насадки следующих типов: диски из алюминиевой гофрированной ленты (рис. 3.2,а); насыпную из базальта или кварцита в виде гранул диаметром 4—14 мм; сетчатую (рис. 3.2,6) из материалов с высокой теплопроводностью (медь, латунь, бронза). Рис. 3.2. Некоторые типы насадок: а — диски из алюминиевой гофрированной ленты; б — сетчатая насадка; в — насадка из пласти с сужающерасширяющимися каналами; г —шаровая насадка; д — кирпичная насадка; е — кольца Рашига; ж — гранула; з — пакет пластин; и — кирпичная насадка с выступами; 1 —диск; 2-лента; 3 — гофры; 4 — металлическая проволока; 5 — металлическая пластина; 6 — усеченная m рамида; 7 — металлические шары; 8 — поры, заполненные инертным газом; 9 — выступы; 10-металлическое покрытие; 11 — ядро; 12 — пакет пластин; 13 — двусторонние выпуклости Как видно из рис. 3.2,а, при намотке дисков используют две алюми ниевые ленты, которые складываются так, чтобы гофры были направлены под углом Друг к другу, образуя извилистые каналы, интенсифицирующие процесс теплообмена. Недостаток таких насадок — повышенное гидравлическое сопротивление. Для уменьшения сопротивление применяют насадку (рис. 3.2,в), которая состоит из параллельно раз: мещенных пластин 5 с равномерно, расположенными каналами, в виде усеченных пирамид 6, или насадку, выполненную в виде пористых эле¬ментов (гранул), поры которых заполнены инертным газом. Гранулы выполнены из металла, например свинца,и имеют характерный размер примерно 100—250 мкм, а диаметр пор, заполненных инертным газом, находящимся в твердой фазе, составляет 1—10 мкм (рис. 3.2,г). Заполнение пористой металлической основы теплоемким инертным газом (гелием или неоном) обеспечивает высокую теплоаккумулирующую способность насадки, необходимую для эффективной работы низкотемпературной холодильной машины (20 К и ниже). Компактность насадки ВРУ характеризуется отношением площади поверхности насадки ю занимаемому объему и составляет 1000—2000 м2/м3. У регенераторов ХГМ компактность может достигать 104—105 м2/м3 [26]. При высоких температурах в качестве насадки применяют огнеупорные кирпичи различной формы. Толщина кирпичей составляет 40— 50 мм. На рис. 3.2,д показана насадка из огнеупорных кирпичей с выступами, которые вызывают турбулузацию газообразных потоков и тем самым интенсифицируют теплообмен. Насадку для аппарата с неподвижным, псевдокипящим («кипящим») или падающим слоем выполняют из колец Рашига (рис. 3.2,е), из крошки или шариков размером 6—12 мм, выполненных из каолина, оксидов алюминия, магния, циркония и т. п. Материал такой насадки должен обладать высокой удельной теплоемкостью, быть жаро- и химически стойким, не трескаться при резких изменениях температуры, не испаряться, не истираться и выдерживать ударную нагрузку. При контакте насадки (рис. 3.2,ж). в режиме кипящего слоя с горячим потоком происходит нагревание покрытия 10, а ядро гранул начинает плавиться. При этом от газового гбрячего потока отбирается дополнительное количество теплоты, равное скрытой теплоте плавления материала ядра. После перемещения гранул в другую полость, в которой они контактируют с холодным потоком газа, последний нагревается, а гранулы охлаждаются. При этом происходит затвердевание их ядра, что ведет к выделению скрытой теплоты плавления материала ядра. Таким образом, теплоаккумулирующая способность насадки складывается из теплоемкости ядра, теплоемкости покрытия, а также из скрытой теплоты плавления материала ядра. На рис. 3.2,з изображена насадка, используемая в воздухоподогревателях системы «Юнгстрем». Она содержит пакет пластин с двусто-юнними выпуклостями в виде полусфер, расположенных в шахматном юрядке по отношению к смежным пластинам. Рассмотренные насадки далеко не охватывают разнообразия существующих типов.
