Стенка канала теплообменного элемента

 

Использование: для интенсификации теплообмена за счет срыва потока у стенки канала теплообменного элемента. Сущность изобретения: стенка канала содержит шероховатости в виде выступов и канавок, они образуют в сечении ломаную линию. Все отрезки последней пересекают след от пересечения плоскостью, поперечной к направлению потока у стенки, поверхности последней. 2 ил.

Изобретение относится к области энергетики и может найти применение в теплообменных аппаратах.

Известна стенка канала теплообменного элемента, содержащая шероховатости в виде выступов пирамидальной формы.

Недостатком этой стенки канала является низкая интенсификация теплообмена на ней (по сравнению с интенсификацией теплообмена в каналах со стенками, содержащими штырьки) из-за малоинтенсивного массообмена пристенного слоя теплоносителя у основания пирамид с ядром потока. Штырьковые же интенсификаторы теплообмена приводят к большим (несопоставимым) гидросопротивлениям каналов.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена турбулизацией пристенного слоя при сопоставимом росте гидросопротивлений.

Поставленная цель достигается тем, что выступы и канавки образуют в сечении ломаную линию, все отрезки которой пересекают след от пересечения плоскостью, поперечной к направлению потока у стенки, поверхности последней.

На фиг. 1 изображены выступы канавки стенки канала теплообменного элемента; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Стенка канала теплообменного элемента содержит выступы 1 и канавки 2 в форме ломаной линии, все отрезки которой пересекают след от пересечения плоскостью, поперечной к направлению потока у стенки, поверхности последней. Между соседними отрезками выступа образуется сужающийся канал 3, заканчивающийся на изломе выступа тупиком 4. Канавки имеют излом 5. Поперечная плоскость проходит через сечение А-А.

При работе стенки с выступами 1 в канале теплообменного элемента при движении потока по каналу вязкий пристенный слой ускоряется в суживающемся канале 3 между участками ломаного выступа 1 и из-за гидравлического удара в тупике 4 образуется выброс массы от стенки с температурой пристенного слоя в виде газодинамического штыря, турбулизирующий поток. Взамен выброшенной от стенки массы из ядра потока к стенке за выступом, где давление пониженное и имеет место срыв потока, притекает масса с температурой ядра. Газодинамических штырей будет образовываться столько, сколько суживающихся каналов по потоку и тупиков в них. Число этих каналов и положение тупиков можно регулировать. За счет турбулизации и дополнительного массообмена при реализации эффекта образования и обтекания газодинамического штыря дополнительно интенсифицируется теплообмен (по сравнению с прототипом). Соизмеримость высоты газодинамического штыря с высотой выступов 1 обеспечивает прирост гидросопротивлений, соизмеримый с приростом интенсивности теплообмена, так как кинетическая энергия ядра потока существенно выше кинетической энергии пристенного слоя, движущегося в суживающемся канале 3 к тупику 4 в изломе выступа.

При работе стенки с канавками 2 в канале теплообменного элемента при движении потока по каналу вязкие пристенные слои в канавках сталкиваются в месте излома 5 и образуются выброс массы и газодинамический штырь, что интенсифицирует дополнительно теплообмен (по сравнению с прототипом).

(56) Авторское свидетельство СССР N 1509580, кл. F 28 F 1/10, опублик. 1990.

Формула изобретения

СТЕНКА КАНАЛА ТЕПЛООБМЕННОГО ЭЛЕМЕНТА, содержащая шероховатости в виде выступов и канавок, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации теплообмена турбулизацией пристенного слоя газодинамическими штырями, выступы и канавки образуют в сечении ломаную линию, все отрезки которой пересекают след от пересечения плоскостью, поперечной к направлению потока у стенки, поверхности последней.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2