Теплообменный элемент

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСМОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Lonoiabiu

ый леплаюсит (Ооздух) атель

Д |иоаые газы

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3826552 24-06 (22) 17.12.84 (46) 23.03.86. Бюл. № 11 (72) .А. Т. Литвяков и В. Е. Башлаков (53) 621.565.94 (088.8) (56) Патент США № 4163474, кл. 165 — 179, опублик. 1979.

Авторское свидетельство СССР № 1101664, кл. F 28 F 1/40,,1983. (54) (57) 1. ТЕПЛООБМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий цилиндрический корпус и соосно установленную в нем полую

„„Я0„„1219911 А (g1) y F 28 F 1 40 турбулизирующую вставку с тангенциальным щелевым соплом на боковой поверхности, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, вставка выполнена в виде усеченной пирамиды, а щелевое сопло размещено вдоль ее ребра, причем со стороны меньшего основания пирамида снабжена опорой, установленной в корпусе с возможностью осевого перемещения.

2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что опора выполнена в виде обода с радиальными спицами.

1219911

10

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано в энергетической промышленности.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый теплообменный элемент; на фиг. 2— сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение

Б — Б на фиг. 1.

Теплообменный элемент содержит цилиндрический корпус 1 и соосно установленную в нем турбулизирующую вставку в виде усеченной пирамиды 2 с тангенциальным щелевым соплом 3, размещенным вдоль ее ребра, и снабженной со стороны меньшего основания опорой 4, установленной в корпусе 1 с возможностью осевого перемещения. Опора 4 выполнена в виде обода 5 с радиальными спицами 6. Боковые грани пирамиды 2 выполнены из плоских листов и большее основание пирамиды 2 обращено к подаваемому потоку холодного теплоносителя. Со стороны меньшего основания пирамида 2 имеет днище 7, к которому прикреплены радиальные спицы 6, закрепленные вторыми концами на ободе 5, установленном с зазором в корпусе 1 с возможностью осевого температурного перемещения пирамиды 2. 1Целевое сопло 3 снабжено регулирующими шпильками (винтами) 8, на одном конце которых выполнена правая резьба, а на другом — левая, на которые навернуты приямоугольные гайки 9, удерживаемые скобами 10, приваренными к боковым граням пирамиды 2. Корпус 1 снабжен наружным оребрением 11.

Теплообменный элемент работает следующим образом.

Перед окончательной установкой теплообменного элемента в технологическую лМнию осуществляют регулирование сечения щелевого сопла 3 в зависимости от гидравлического сопротивления. Для этого поворачивают шпильки 8 в одну или другую сторону, тем самым регулируя скорость истечения холодного теплоносителя и соответственно теплоотвод от цилиндрического корпуса и гидравлическое сопротивление, чтобы обеспечить максимально возможный отвод тепла от корпуса 1.

Зо

При включении (отключении) теплообменного элемента, когда он находится в состоянии нестационарного режима работы, цилиндрический корпус 1 и турбулизирующая вставка в виде полой усеченной пирамиды 2 прогреваются неравномерно. В результате этого происходит неравномерное термическое расширение (сжатие) металла.

При этом обод 5, жестко закрепленный спицами 6 к днищу 7 полой усеченной пирамиды 2, перемещается вдоль оси цилиндрического корпуса 1, исключая поломку теплообменного элемента.

Дымовые нагретые газы, обтекая цилиндрический оребренный корпус 1 теплообменного элемента, отдают тепло корпусу 1 за счет конвекции и лучистого теплообмена.

Полая усеченная пирамида 2, расположенная внутри корпуса 1, нагревается за счет лучистой составляющей, исходящей от раскаленной трубы корпуса 1. Таким образом, как корпус 1 так и поля турбулизирующая пирамида 2 представляют собой нагретые тела, которые передают тепло проходящему холодному теплоносителю.

Температура материала пирамиды 2 ниже температуры материала корпуса 1. Холодный теплоноситель подается в полую усеченную пирамиду 2, отбирая от нее тепло, и нагревается до определенной температуры, которая значительно ниже температуры цилиндрического корпуса 1. Из пирамиды 2 через щелевидное сопло 3 теплоноситель тангенциально направляется на наиболее нагретые части цилиндрического корпуса 1 и приводит в вихревое вращательное движение весь объем холодного теплоносителя. Проходя чередующиеся участки расширения и сужения при вращательном движении в пространстве между корпусом

1 и усеченной пирамидой 2, холодный теплоноситель дополнительно, кроме срыва пограничного слоя с внутренней стенки корпуса 1, перемешивается по всему объему, что значительно улучшает теплообмен от внутренней поверхности корпуса 1 к нагреваемому холодному теплоносителю. После прохождения внутри корпуса 1 нагретый теплоноситель выводится из него.

1219911

Составитель В. Косенко

Реда кто р А. Во ро в ич Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Заказ 1314/49 Тираж 590 Г!одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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