ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидродинамика течения жидкости и пара в роторно-пленочных аппаратах из "Роторно-плёночные тепло- и массообменные аппараты" К аппаратам первого типа относится испаритель Лува (рис. 1-1), представляющий собой обогреваемый снаружи с помощью рубашки вертикальный цилиндрический корпус с ротором. Ротор — пустотелый, сварной с четырьмя лопастями. Зазор между лопастью и стенкой аппарата составляет 0,4—1,5 мм. [c.17] Исходный продукт поступает в верхнюю часть аппарата и лопастями распределяется на теплообменную поверхность, образуя на ней жидкостную пленку. Окружная скорость вращения лопастей достигает 12 м/с. Внутренний диаметр изготовляемых аппаратов от 0,15 до 0,85 м, поверхность нагрева от 0,5 до 16 м . [c.17] Для работы под вакуумом вал ротора уплотняют с помощью торцевого уплотнения двойного действия, что позволяет эксплуатировать аппарат при абсолютном давлении до 100 Па. Для работы при более глубоком вакууме выпускают аппараты с приводом от экранированного электродвигателя. [c.17] Испаритель Лува применяют главным образом для выпарки и дистилляции продуктов, когда процесс не сопровождается выпадением сухого остатка, хотя принципиально показана [22] возможность получения в нем кристаллического продукта, выгружаемого из аппарата посредством шнека. [c.18] В роторном испарителе фирмы Байер (ФРГ) [28] продукт размазывается по теплообменной поверхности вертикальными вращающимися катками (рис. 1-4) с винтовой нарезкой для принудительного перемещения продукта сверху вниз. Катки могут быть снабжены электрообогревом, что создает дополнительную испарительную мощность. [c.19] Испарители Ротафильм , Смит и Байер изготовляют в основном для малотоннажных производств. Предельная поверхность теплообмена в испарителе Ротафильм составляет всего 6,5 м при диаметре аппарата 1 м. [c.19] В патенте фирмы Бауэр [29 совмещены основные принципы конструкций Самбай и Лува . На валу ротора жестко закреплены лопасти, образующие с теплообменной поверхностью небольшой зазор, а также навитая в виде спирали металлическая лента, соприкасающаяся с теплообменной поверхностью. Та же идея прослеживается в испарителе-сушилке, производство которой освоено в последние годы фирмой Лува [30]. Ротор аппарата представляет собой вал с тремя жесткими лопастями, на которых закреплены пластинчатые маятниковые элементы. При вращении ротора последние под действием центробежной силы прижимаются к внутренней поверхности корпуса, размазывая по ней перерабатываемый продукт. В данном аппарате совмещены процессы испарения, кристаллизации и сушки. Выгрузка кристаллов осуществляется с помощью горизонтального шнека. [c.19] Для осуществления аналогичного комбинированного процесса служит ротор, конструкция которого предложена А. Н. Планов-ским и В. П. Федотовым [25]. [c.19] Горизонтальные аппараты выпускаются с поверхностью нагрева до 6,5 м2 при среднем внутреннем диаметре корпуса до 1,2 м. Рубашки, обогревающ,ие аппарат, рассчитаны на давление 5,5 МПа и допускают нагрев до температуры 370 °С. [c.22] Испаритель Сако (горизонтальное исполнение). [c.22] В промышленности США получил распространение испаритель фирмы Вулкан-Цинцинати [34]. Каждая секция этого испарителя (рис. 1-8) представляет собой обогреваемый снаружи цилиндрический корпус, переходящий в нижней части в конический. Через весь аппарат проходит вал с закрепленными на нем дисками. Попадая на вращающийся диск, жидкость под действием центробежных сил отбрасывается на теплообменную поверхность и стекает по пей в виде пленки. Основная цель, которую преследовали создатели аппарата, разбивая его на секции, сглаживать неравномерность орошения теплообменной поверхности по высоте, возникающую по мере стекания жидкости между двумя соседними дисками. Аппараты выпускаются внутренним диаметром до 1,2 м. [c.24] Определенным шагом вперед по сравнению с описанной конструкцией явилась конструкция роторного испарителя, предложенная сотрудниками ГИАП В. А. Петровым и И. Ф. Евкиным [35]. Они стремились к тому, чтобы для каждой секции орошение теплообменной поверхности происходило не в одном горизонтальном сечении, а равномерно по всей высоте секции. Для этого в испарителе (рис. 1-9) был предусмотрен кольцевой коллектор, откуда исходный продукт стекал во вращающийся вместе с ротором приемник, разбитый на секторы. Из каждого сектора по горизонтальному отводу жидкость под действием центробежных сил выбрасывалась на теплообменную поверхность, причем выброс жидкости из каждого сектора происходил на разной высоте. Эта конструкция не нашла применения в промышленности. [c.24] Давая оценку аппаратам с дистанционной подачей жидкости на теплообменную поверхность под действием центробежных сил, следует сказать о том, что применение указанного способа в значительной степени упрощает конструктивные решения. В этом случае зазор между стенкой и элементами вращающегося ротора может быть достаточно большим, что исключает необходимость какой-либо обработки внутренней поверхности корпуса, а также динамической балансировки ротора и т. д. Это в свою очередь снимает ограничения по допустимым размерам аппарата и делает возможным создание агрегатов большой единичной мощности. [c.24] Рассмотрим теперь ряд конструкций роторных испарителей с вращающейся теплообмепной поверхностью. В испарителе Хикмана [7, 36, 37] продукт распределяется по внутренней поверхности конуса с горизонтальной осью вращения. Обогрев внешней поверхности конуса осуществляется парами дистиллята, которые для создания требуемого перепада температур (6—10°С) сжимаются центробежным термокомпрессором. Аппарат предназначен для небольших пилотных установок. [c.24] Аналогичный аппарат описан в работе [41]. При диаметре 0,38 м и высоте 1,1 м поверхность нагрева аппарата составляет 2 м . Его рекомендовано применять для упаривания водных растворов высоковязких продуктов. В работах [42, 43] предложена модификация конструктивного решения аппарата данного типа с сохранением в общем виде принципа нагрева вращающихся дисков изнутри. [c.26] Одним из ранних литературных источников, в которых мы находим описание роторно-пленочной ректификационной колонны, является работа [45]. Авторы поместили в стеклянную трубку диаметром 6 мм согнутую в виде спирали ленту, соединив ее с электромотором. При этом для смеси бензол — четыреххлористый углерод была достигнута эффективность, соответствующая ВЭТТ=2,3 см. [c.27] Колонны с ротором в виде ленточной спирали исследовались также в работах [5, 6, 46—48]. Результат проведенных исследований сводился к тому, что при диаметре колонны, не превышающем 2 см, удавалось достигнуть высокой удельной эффективности. Было отмечено значительное истирание материала ленты при более или менее длительной эксплуатации колонны. Предпринимались попытки изготовить ротор из различных износостойких материалов. Так, в работе [48] сообщается о применении в качестве ротора ленты из политетрафторэтилена. [c.27] В работах [49—52] описаны различные конструкции колонн с размазывающим ротором. Кроме вращающейся ленты были испытаны роторы других типов тонкие металлические проволоки толщиной 0,1—0,2 мм, прикрепленные к центральному стержню по всей его длине полоски фольги, прикрепленные к стержню фторопластовые пластинки, зажатые в витой проволоке [53, 54]. Масштаб описанных аппаратов не выходил за рамки лабораторного. [c.27] Вернуться к основной статье