Теплообменник

Теплообменник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в энергетическом и транспортном машиностроении. Сущность изобретения: теплообменник содержит кожух 1, внутри которого в плоскости, перпендикулярной образующей стенки кожуха, размещена плоская спиральная труба 2, причем расстояние между витками трубы постоянно. Труба состоит из двух сообщающихся между собой через переходник 3 участков , расположенных в чередующемся порядке с образованием бифилярной спирали . Поперечное сечение трубы может быть прямоугольной или плоскоовальной формы с высотой внутренней полости Н. На наружных плоских поверхностях трубы 2 выполнены впадины, а на внутренней - соответствующие им выступы. В межтрубном пространстве теплообменника размещена гофрированная лента 4, причем вершины гофр ленты расположены в указанных впадинэх. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я)з F 28 О 9/04, 7/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ = ъ-; ", „ ".,"„-„.„,.i

©"" - -ЛИОН

K ПАТЕНТУ

{21) 4903751/06 (22) 22.01.91 (46) 15.07,93. Бюл. N- 26 (76) О.Д.Богомолов, Ю.И.Катюшин.

С.И.Крук, В.Д.Силин, В.А.Черепанов и

Е.П.Гальперин (56) Патент США Q 3412787, кл.165-153, опублик 1968, Патент CNA и . 1998663, кл.165-153, опублик. 1934. (54) ТЕПЛ006МЕННИК (57) Использование: в энергетическом и транспортном машиностроении. Сущность изобретения: теплообменник содержит кожух 1. внутри которого в плоскости. перпендикулярной образующей стенки кожуха, „„5U„, 1828535 АЗ размещена плоская спиральная труба 2, причем расстояние между витками трубы постоянно. Труба состоит из двух сообщающихся между собой через переходник 3 участков, расположенных в чередующемся порядке с образованием бифилярной спирали. Поперечное сечение трубы может быть прямоугольной или плоскоовальной формы с высотой внутренней полости Н, На наружных плоских поверхностях трубы 2 выполнены впадины, а на внутренней — соответствующие им выступы. 8 межтрубном пространстве теплообменника размещена гофрированная лента 4, причем вершины гофр ленты расположены в укаэанных впадинах, 1 з,п.ф-лы, 3 ил, 1828535

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано в энергетическом и транспортном машиностроении.

Цель изобретения — повышение эффективности теплообмена при одновременном увеличении надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в теплообменнике, содержащем кожух и GANральную теплоообменную трубу, размещенную в плоскости перпендикулярной образующей кожуха, теплообменная труба выполнена в виде плоской бифилярной спирали с постоянным расстоянием между витками, причем теплообменная труба имеет накатку в виде впадин на наружной поверхности и выступов на внутренней, расположенную поперек теплообменной трубы на двух больших ее сторонах, а между витками спирали размещены гофры, при этом вершины ребер гофров совпадают с впадинами накатки, расположенными на выпуклой части теплообменной трубы.

Широко известен способ интенсификации процессов теплоотдачи с помощью создания. искусственной шероховатости, в частности накатки на прямолинейны участках круглых труб, Для этих труб произведена оптимизация размеров шероховатости, от формы и режима течения жидкости, В изобретении геометрические размеры накатки были выбраны теоретически из условия взаимодействия макро- и микровихрей, возникающих при движении теплоносителя втрубе и из условия обеспечения максимальной вероятности контакта трубы с гофрой.

Известно, что в различных типах воздухо-воздушных и жидкостна воздушных теплообмен ников, конденсаторов и испарителей применяют пакеты гладких прямоугольных трубок, спеченных с гофрами. Такие теплообменники при высокой эффективности имеют малую надежность из-за значительного количества паянных соединений. Для увеличения качества контактов гофра с плоскими, гладкими поверхностями применяют либо трапециедальные гофры, либо треугольные, но с большим радиусом при вершине, Это приводит к снижению эффективности теплообмена из-за увеличения гидравлического диаметра.

В изобретении гофр, надежно закрепленный вершинами в выемках накатки трубы, выполняет тройную функцию, Он не только увеличивает эффективность теплоотдачи в окружающую среду, но и осуществляег кондуктивную связь между рядом стоящими витками бифилярной спирали, т,е. выравнивает поле температуры теплообменной поверхности, что, в свою очередь, приводит к увеличению эффективности, Кроме того, он увеличивает прочность теплообменной трубы и жесткость конструкции, т.е. увеличивает надежность теплообменника.

На фиг.1 показан общий вид теплообменника со стороны воздушной полости; нг

10 фиг.2-схема крепления гофра в накатке: на фиг,З вЂ” сечение теплообменной трубы.

Теплообмен ник содер>«ит кожух 1, внутри которого, перпендикулярно образующей кожуха размещена теплообменная плоская

"5 труба 2, состоящая иэ двух участков, соединеннь1х переходником 3 и образующая плоскую бифилярную спираль с постоянным расстоянием между витками. Поперечное сечение плоской трубы, может быть прямо20 угольной либо плоскоовальной формы с Bbfсотой внутренней полости Н.

На двух больших сторонах поперек теплообменной трубы 2 выполнена накатка с шагом Т н виде выступов высотой h на внут25 ренней поверхности и впадин на наружной поверхности. Между витками бифилярной спирали размещены гофры 4, причем вершины ребер гофров совпадаютс впадинами накатки, расположенными на выпуклой час30 ти теплообменной трубы 2.

Теплообменник подключается к рабочему контуру системы охлаждения или систе-мы кондиционирования воздуха через штуцеры 5 и 6 и может быть использован как

35 жидкостно-воздушный теплообменник, так воздушный конденсатор или испаритель.

В результате теоретических исследований и оптимизации установлены следующие зависимости параметров Т и h от параметра

Т= 1,2 Н...1Я Н

h = 0,10 Н...0,15 Н

Теплообменник работает следующим образом.

Охлаждаемый теплоноситель поступает в теплообменную трубу 2 через штуцер 5, Пройдя теплообменную трубу 2, выполненную в виде бифилярной спирали, охлаждаемый теплоноситель передает тепло

50 атмосферному воздуху, движущемуся по каналам, образованным гофром 4 и наружной поверхностью теплообменной трубы 2.

В результате встречного движения охлаждаемого теплоносителя в бифилярной

55 спирали и тепловой связи между витками спирали через гофры 4 температура стенки теплообменной трубы 2 остается практически постоянной по фронту теплообменника.

При движении охлаждаемого теплоносителя в изогнутой теплообменной трубе в ее

1828535 температур поверхности теплообмена. интенсификации теплообмена со стороны воздуха и теплоносителя и обеспечения качества сборки увеличить эффективность теплообмена на 35...45% по сравнению с прототипом аналогичных размеров при одновременном повышении надежности, Формула изобретения

Составитель О.Богомолов

Техред M.Mopãåíòàë Корректор H.Mèëþêoâà

Редактор Т.Иванова

Заказ 2369 Тираж .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 поперечном сечении возникает вихревое движение. Вихревое движение теплоносителя интенсифицирует теплообмен, особенно в зоне вогнутой внутренней стенки, Коэффициент теплообмена в криволинейных каналах в зависимости от режима течения и радиуса кривизны в 1,1...1,5 раза выше чем у прямых труб.

В зоне выпуклой внутренней стенки и на поверхностях теплообмена малой кривизны преобладает интенсификации теплообмена за счет турбулизации потока выступами накатки. При оптимальных геометрических размерах накатки в зависимости от режима течения теплоносителя коэффициент теплообмена в 1,4...4 раза выше, чем в гладких трубах, Гофр 4 служит для увеличения теплообменной поверхности со стороны воздуха и увеличения прочности теплообменной трубы 2. Вершины ребер гофров, например, треугольных запаяны во впадинах накатки на выпуклой наружной стороне теплообменной трубы, т.е. со стороны максимальной теплопередачи между теплоносителем и трубой. Для интенсификации теплообмена с воздухом могут быть использованы жалюзийные, прерывистые, волнистые и прочие ребра (на чертеже не показаны).

Охлажденный теплоноситель выходит через штуцер 6.

Предлагаемое устройство теплообменника позволяет за счет выравнивания поля

1. Теплообменник, содержащий кожух, размещенную в нем плоскую спиральную трубу с постоянным расстоянием между витками, и расположенную в межтрубном

"5 пространстве гофрированную ленту, вершины гофр которой установлены в контакте с поверхностями трубы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена, труба состоит из двух coob20 щенных между собой участков, расгюложенных в чередующемся порядке с образованием бифилярной спирали, при этом на наружных плоских поверхностях трубы выполнены впадины, а на внутренней

25 -соответствующие им выступы, причем вершины гофр ленты располсжены в указанных впадинах, 2. Теплообменник по п.1,,о т л и ч а юшийся тем, что расстояние:,между впади30 нами на каждой поверхности:трубы и глубина впадин составляют соответственно

1,2-1,8 и 0,10-0,15 высоты внутренней полости трубы.