Теплообменник

 

1. ТЕПЛООБМЕН-НИК, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода сред и коаксиально размещенную внутри корпуса трубу, в кольцевом зазоре между которыми размещена конусообразная перегородка с радиальными отверстиями, обращенная к патрубку подвода среды меньщим основанием и образующая с трубой камеру смешения, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, перегородка со стороны камеры смешения снабжена патрубками, закрепленными в ее отверстиях и обращенными к поверхности трубы . 2.Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что патрубки расположены в щахматном порядке. 3.Теплообменник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что патрубки выполнены с диаметром , увеличивающимся по ходу среды в кольцевом зазоре. 4.Теплообменник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что свободные концы патрубков изогнуты вдоль трубы, заглушены с торца и на боковой поверхности имеют отверстия , обращенные к трубе. Б. Теплообменник по пп. 1-4, отличающийся тем, что патрубки, расположенные у (Л большего, основания перегородки, наклонены в сторону движения среды в кольцевом зазоре. оо ;О ;0 СП сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1139955

4(5д) F 28 D 7 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3695437/24-06 (22) 20.01.84 (46) 15.02.85. Бюл. № 6 (72) А. М. Исламов (53) 621.565.94 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 259094, кл. № F 28 D 7/10, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 510634 кл. F 28 D 7/10, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР № 994895, кл. F 28 D 7/10, 1981. (54) (57) 1. ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода сред и коаксиально размещенную внутри корпуса трубу, в кольцевом зазоре между которыми размещена конусообразная перегородка с радиальными отверстиями, обращенная к патрубку подвода среды меньшим основанием и образующая с трубой камеру смешения, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, перегородка со стороны камеры смешения снабжена патрубками, закрепленными в ее отверстиях и обращенными к поверхности трубы.

2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что патрубки расположены в шахматном порядке.

3. Теплообменник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что патрубки выполнены с диаметром, увеличивающимся по ходу среды в кольцевом зазоре.

4. Теплообменник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что свободные концы патрубков изогнуты вдоль трубы, заглушены с торца и на боковой поверхности имеют отверстия, обращенные к трубе.

5. Теплообменник по пп. 1 — 4, отличаю- Q щийся тем, что патрубки, расположенные у большего. основания перегородки, наклонены в сторону движения среды в кольцевом зазоре. С::

1139955

10 !

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в нефтехим ической.

Известен теплообменник, содержащий корпус с коаксиально установленной внутри трубой, в кольцевом зазоре между которыми размещена перегородка с радиальными отверстиями, увеличивающимися по ходу теплоносителя, и патрубки подвода и отвода сред (1).

Однако в данном теплообменнике повышение эффективности разрушения пограничного слоя, достигаемое при сужении кольцевого пространства между перегородкой и теплообменной трубой, ведет к снижению производительности и увеличению гидравлического сопротивления.

Известен теплообменник для жидких и газообразных сред, содержащий концентрично расположенные в цилиндрическом корпусе теплообменную трубу и перегородку с волнистой поверхностью, делящую межтрубное пространство на входную и выходную полости и имеющую отверстия. для ввода среды в полость между теплообменной трубой и перегородкой (2).

Недостаток этого теплообменника заключается в том, что в нем затруднена равномерная подача потоков через отверстия на поверхность теплообменной трубы, так как невозможно шахматное расположение отверстий из-за наличия продольных выпуклостей у перегородки, а также сравнительная сложность ее изготовления и металлоемкость.

Известен также теплообменник, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода сред и коаксиально размещенную внутри корпуса трубу, в кольцевом зазоре между которыми размещена конусообразная перегородка с радиальными отверстиями, обращенная к патрубку подвода среды меньшим основанием и образующая с трубой камеру смешения (3) .

Недостатком известного теплообменника является низкая интенсивность теплообмена.

Цель изобретения — интенсификация теплообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в теплообменнике, содержащем корпус с патрубками подвода и отвода сред и коаксиально размещенную внутри корпуса трубу, в кольцевом зазоре между которыми размещена конусообразная перегородка с радиальными отверстиями, обращенная к патрубку подвода среды меньшим основанием и образующая с трубой камеру смешения, перегородка со стороны камеры смешения снабжена патрубками, закрепленными в ее отверстиях и обращенными к поверхности трубы.

Патрубки расположены в шахматном порядке.

Патрубки выполнены с диаметром, увеличивающимся по ходу среды в кольцевом зазоре.

Возможно выполнение патрубков изогнутыми вдоль трубы, заглушенными с торца и имеющими на боковой поверхности отверстия, обращенные к трубе.

Патрубки, расположенные у большего основания перегородки, могут быть наклонены в сторону движения среды в кольцевом зазоре.

На фиг. 1 показан предлагаемый теплообменник; на фиг. 2 и 3 — элементы теплообменника.

Теплообменник содержит корпус 1 с патрубками подвода 2 и отвода 3 сред и коаксиально размещенную внутри корпуса 1 трубу 4, в кольцевом зазоре между которыми размещена конусообразная перегородка 5 с радиальными отверстиями, обращенная к патрубку подвода 2 среды меньшим основанием и образующая с трубой 4 камеру смешения. Перегородка 5 со стороны камеры смешения снабжена патрубками 6, закрепленными в ее отверстиях и обращенными к поверхности трубы 4, патрубки 6 расположены в шахматном порядке и выполнены с диаметром, увеличивающимся по ходу среды в кольцевом зазоре. Свободные концы патрубков 6 изогнуты вдоль теплообменной трубы

4, заглушены на торце и снабжены отверстиями 7, обращенными к теплообменной трубе

4. У меньшего основания перегородки 5 выполнен ряд радиальных отверстий 8. В узкой зоне камеры смешения патрубки 6 имеют уклон в сторону меньшего основания конусной перегородки 5, а патрубки 6, расположенные у большего основания, наклонены в п рот и вополож ную сторону.

Предлагаемый теплообменник работает следующим образом.

Горячий теплоноситель, например пирогаз, после пиролизной печи циркулирует по теплообменной трубе 4. Холодный теплоноситель, например паровой конденсат, через патрубок подвода 2 подается в кольцевое пространство. Часть этого теплоносителя через отверстия перегородки 5 у ее меньшего основания поступает в узкую зону камеры смешения, другая часть попадает в камеру по радиально установленным патрубкам 6. Пограничный слой в узкой зоне камеры, образованный теплоносителем, поступающим через отверстия в перегородке

6 оттесняется потоками из патрубков 6, пограничный слой теплоносителя, образованный потоками из этих патрубков 6, стыкуется и оттесняется пограничным слоем теплоносителя из последующего ряда патрубков и т. д. Таким образом, в контакте с поверхностью теплообмен ной трубы 4 постоянно находятся потоки теплоносителя непосредственно из кольцевого пространства, минуя камеру смешения. Смешение теплоносителя происходит за пределами пограничной зоны.

Шахматное расположение патрубков 6 и дифференцирование их диаметров по длине камеры смешения обеспечивают равномер1139955

Составитель >К. Можаева

Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Дылын

Заказ 43/29 ное распределение потоков на поверхности теплообменной трубы 4. Пограничный слой оттесняется более холодными (или горячими) потоками из патрубков 6 (по сравнению с теплоносителем после смешения в камере).

Это позволяет поддерживать высокую тепловую мощность по всей длине теплообменной трубы 4. Испарение, например, парового конденсата при закалочном охлаждении пирогаза с утилизацией его тепла происходит на всей поверхности теплообменной трубы 4. При этом ввиду того, что коэффициент теплоотдачи от жидкой фазы намного выше, чем от паровой, достигается существенное увеличение теплопередачи. Выполнение свободного конца патрубка 6, заглушенного на торце, изогнутым вдоль теплообменной трубы 4 и снабженным отверстиями 7, обращенными к последней, дает возможность уменьшить количество этих патрубков

6 при одновременном увеличении их диаметра, т. е. упростить изготовление теплообменника. По наклоненным вверх патрубкам верхнего ряда в вертикальной камере смешения отводятся образовавшиеся пары жидкого теплоносителя, если последний до10 стигнет точки кипения до поступления в камеру смешения, и исключается тем самым возникновение там гидроударов.

Экономический эффект при использовании предлагаемого теплообменника возникает за счет -интенсификации теплообмена.