Теплообменный элемент рекуператора

 

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в топливосжигающих установках. Цель - повышение эксплуатационной надежности и тепловой эффективности при нагреве запыленной среды. Греющая среда омывает корпус и передает ему тепло. Нагреваемый воздух (В) подается в камеру 2 и равномерно распределяется по ее отверстиям 3. Втекая в каждое отверстие 3, окаймленное патрубком 4 с заостренным свободным торцом, поток В диаметром D продолжает по инерции двигаться к оси остверстия 3 и уменьшается до диаметра D<SB POS="POST">эф</SB>, увеличивая тем самым интенсивность теплообмена при ударе струи о поверхность корпуса. После удара струи нагретого В разворачиваются и по кольцевой щели удаляются из элемента. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„16()3144

А1 (51)5 F 23 1 15/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4498491/24-06 (22) 17.08.89 (46) 30.10.90. Бюл. № 40 (71) Уральский политехнический институт им. С. М. Кирова (72) В. Г. Лисиенко, Ю. К. Маликов, Ю. В. Крюченков, В. В. Волков, Н. А. Чусовитин, А. Е. Востротин, И. П. Никонов, Г. К. Маликов, Д. Л. Лобанов, P. М. Толстиков, А. А. Позмогов, Ю. К. Шарнин, Л. Н. Кузнецов и В. К. Кузнецов (53) 621.187.149 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1168776, кл. F 23 1 15/04, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1267115, кл. Р 23 1 15/04, 1985. (54) ТЕПЛООБМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ РЕКУПЕРАТОРА (57) Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в топливосжигающих установках. Цель повышение эксплуатационной надежности и тепловой эффективности при нагреве запыленной среды. Греющая среда омывает корпус и передает ему тепло. Нагреваемый воздух (В) подается в камеру 2 и равномерно распределяется по ее отверстиям 3.

Втекая в каждое отверстие 3, окаймленное патрубком 4 с заостренным свободным торцом, поток В диаметром d продолжает по инерции двигаться к оси отверстия 3 и уменьшается до диаметра d увеличивая тем самым интенсивность теплообмена при ударе струи о поверхность корпуса. После удара струи нагретого В разворачиваются и по кольцевой щели удаляются из элемента.

2 ил.

1603144

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в топливосжигающих установках.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности в тепловой эффективности при нагреве запыленной среды.

На фиг. 1 показан теплообменный элемент, общий вид; на фиг. 2 — отверстие с патрубком.

Теплообменный элемент содержит корпус

1 с размещенной в его полости соосно с ним распределительной камерой 2 с выпускными отверстиями 3 в ее стенке, снабженными каждое направляющим патрубком 4 с одним свободным торцом и с другим, скрепленным со стенкой распределительной камеры.

Свободный торец каждого патрубка 4 выполнен заостренным, при этом патрубки 4 закреплены на стенке камеры 2 с ориентацией свободных торцов внутрь последней, а высота патрубков определяется зависимостью где h — высота патрубка;

d — диаметр отверстия;

6 — толщина стенки распределительной камеры 2.

Теплообменный элемент работает следующим образом.

Греющая среда омывает корпус 1 и передает ему теплоту излучением и конвекцией.

Нагреваемый воздух подается в камеру 2 и равномерно распределяется по ее отверстиям 3. Втекая в каждое отверстие 3, окаймленное патрубком 4 с заостренным свободным торцом, поток воздуха диаметром d продолжает по инерции двигаться к оси отверстия 3 и уменьшается до диаметра d, увеличивая тем самым интенсивность теплообмена при ударе струи о поверхность корпуса 1. После удара струи нагретого воздуха разворачиваются и по кольцевой щели удаляются из элемента.

Экспериментально установлено, что величина эффективного диаметра отверстия 3, находимая по площади сжатого сечения струи воздуха для .больших скоростей истечения из отверстий в тонкой стенке, определяется в основном формой входной кромки и при острой кромке достигает своего критического значения d = (0,7 — 0,75)d.

Выполнение в описываемом теплообменном элементе каждого отверстия 3 окаймленным патрубком 4 с заостренным свободным торцом приводит к уменьшению на 25 — ЗООА, его эффективного диаметра, определяющего струйный теплообмен. При этом величина диаметра, характеризующая засоряемость отверстия 3 (диаметр отверстия 3, за края которого могут зацепиться частицы пыли), остается прежней. Таким образом, при одной

1О и той же вероятности засорения теплообменного элемента снабжение его отверстий 3 патрубками 4 с заостренным свободным торцом позволяет увеличить интенсивность теплообмена на 3 — 10/>, что, не уменьшив его надежность, приводит к снижению металлоемкости на эту же величину.

При высоте патрубков 4, превышающей

3d — S (например, отверстие в толстой стенке с высоким бортиком), происходит налипание струи на стенки патрубка 4, т. е. струя

20 целиком заполняет сечение отверстия 3. В этом случае и эффективным диаметром и диаметром, характеризующим засоряемость отверстия, становится диаметр отверстия 3. Это приводит к возможности засорения отверстий

3 и снижению эффективности работы.

Формула изобретения

Теплообменный элемент рекуператора, содержащий корпус с размещенной в его полости соосно с. ним распределительной камерой с выпускными отверстиями в ее стенке, снабженными каждое направляющим патрубком с одним свободным торцом и с другим концом, скрепленным со стенкой распределительной камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и тепловой эффективности при нагреве запыленной среды, свободный торец каждого патрубка выполнен заостренным, при этом патрубки закреплены по стенке камеры с ориентацией свобод4О ных торцов внутрь последней, а высота патрубков определяется зависимостью:

h(3d — 6, где h — высота патрубка;

d — диаметр отверстия; о — толщина стенки распределительной камеры.

1603144

Х.В

Сост а в и тел ь Г. Петров

Редактор Н. Горват Техред А. Кравчук Корректор Т. Колб

Заказ 3374 Тираж 463 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101