Теплообменный элемент

 

Изобретение относится к теплообменному оборудованию, в частности к конструкции кожухотрубных теплообменников. Цель изобретения - интенсификация теплообмена . Теплообменный элемент выполнен в виде трубы овальногб профиля, винтообразно закрученного относительно ее оси, при этом площадь ее поперечного сечения изменяется в пределах от 0,87 до 1,0 максимальной площади поперечного сечения с плавным переходом от овального к изменяющемуся по длине многогранному профилю. Шаг периодического изменения площади поперечного сечения профиля трубы составляет 0,025-0,25 шага закрутки трубы и 0,3-1,5 максимального размера овала. 1 з.п. ф-лы.5 ил. V fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s F 28 F 1/02, 1/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4795547/06 (22) 26,02.90 (46) 15.03.92. Бюл, М 10 (71) Научно-исследовательский институт.

"Шторм", Научно-исследовательский институт тепловых процессов, Московский авиационный институт и Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности (72) Б.В.Дзюбенко, Г.А.Дрейцер, В.Т.Дейнега, Б.П.Базелев, В.И.Кривенко. Л.П.Шлосберг, Ю.Г.Туманов и Ю.А.Мироненко (53) 621.565.94 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 840662, кл. F 28 D 7/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 761820, кл. F 28 D 7/00, 1978.

Изобретение относится к теплообменным аппаратам.

Известен кожухотрубный теплообменник, содержащий пучок винтообразно закрученных труб овального профиля, установленных с касанием соседних труб по максимальному размеру овала и закрепленных прямыми круглыми концами в трубных досках. При этом трубы установлены с зазорами, образующими по длине пучка щелевые каналы для прохода теплоносителя при поперечном обтекании пучка. Максимальная ширина каналов равна половине разности между максимальным и минимальным размерами овала.

Недостатком этого устройства является низкая эффективность теплообмена. (54) ТЕПЛООБМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ (57) Изобретение относится к теплообменному оборудованию, в частности к конструкции кожухотрубных теплообменников, Цель изобретения — интенсификация теплообмена. Теплообменный элемент выполнен в виде трубы овальногЬ профиля, винтообразно закрученного относительно ее оси, при этом площадь ее -поперечного сечения изменяется в пределах от 0,87 до 1.0. максимальной площади поперечного сечения с плавным переходом от овального к изменяющемуся по длине многогранному профилю. Шаг периодического изменения площади поперечного сечения профиля трубы составляет

0,025-0,25 шага закрутки трубы и 0,3-1,5 максимального размера овала. 1 з.ri. ф-лы,5 ил.

Наиболее близким к предлагаемому яв- д ляется кожухотрубный теплообменник. со- 0 держащий винтообразно закрученные трубы р фасонного профиля, закрепленные прямыми круглыми концами в трубных досках. При этом профиль труб выполнен в виде овала, имеющего ширину, равную диаметру првмых концов, а шаг их закрутки составляет

12-25 максимальных размеров овала. в

Однако это устройство характеризуется недостаточно интенсивным теплообменом при течении теплоносителя внутри труб.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена внутри винтообразно закрученной трубы путем периодического изменения площади поперечного сечения и формы профиля трубы по ее длине.

1719873

На фиг. 1 изображен теплообменный элемент в виде винтообразно закрученной трубы изменяющегося фасонного профиля, общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг.

1(в виде многогранника); на фиг. 3-сечение

Б-Б на фиг. 1 (в виде деформированного овала); на фиг. 4 — сечение В-В на фиг. 1 (в виде многогранника); на фиг. 5- сечение Г-Г на фиг. 1 (в виде овального профиля), На фиг. 1-5 обозначено: S — шаг закрутки трубы; d — максимальный размер овального профиля, для которого площадь поперечного сечения является максимальной; t — шаг периодического изменения площади поперечного сечения трубы.

Теплообменная труба, закрученная относительно своей оси, имеет периодически меняющийся по длине трубы профиль с плавным переходом от овального профиля с к профилю с деформированными большими стенками. При этом периодически изменяется и площадь поперечного сечения трубы от 1,0 до 0,87 максимальной площади с шагом 1, составляющим 0,025-0,25 шага закрутки трубы (S) и 0,3-1,5 максимального размера о вала (б).

Устройство работает следующим образом.

При циркуляции потока жидкости по трубе осуществляется его спиральная закрутка, а периодические пережатия сечения трубы вызывают изменения профилей скорости по ее длине, Спиральная закрутка потока приводит к уменьшению толщины пристенного слоя за счет действия центробежных сил на поток теплоносителя, движущийся по криволи5 нейной траектории, а периодическое пережатие сечения трубы по ее длине — к дополнительной турбулизации пристенного слоя за счет срыва потока при обтекании стенки трубы с переменным профилем и ин10 тенсификации теплообмена. Использование теплообменного элемента позволяет интенсифицировать процесс теплообмена между внутренней поверхностью трубы и теплоносителем и улучшить массогабарит15 ные характеристики аппарата.

Формула изобретения

1. Теплообменный элемент в виде винтообразно закрученной трубы удлиненного фасонного профиля, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплооб20 мена, труба выполнена с последовательно расположенными участками, каждый из которых имеет переменный профиль и проходное сечение, плавно изменяющиеся соответственно от овального к профилю с

25 деформированными стенками, причем минимальное уменьшение сечения трубы составляет 0,87 от ее максимальной площади поперечного сечения.

2. Элемент по и. 1, отличающийся

30 тем, что шаг между упомянутыми участками трубы составляет 0,025-0,25 шага закрутки трубы и 0,3-1,5 максимального размера овального профиля.

1.719873

Составитель Б.Дзюбенко

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор;Т,Палий

Редактор М.Циткина

Производственно-.издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 763 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5