Кожухотрубный теплообменник
Патент 848949
Авторы
Кожухотрубный теплообменник
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. Союз Советских
Социалистических
Республик о 1848949 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 250779 (21) 2802741/24-06 (51)М, Кл.з с присоединением заявки ¹
F D 7/00
F 28 F 9/22
Государственный комитет
СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 2307.81. Бюллетень Ио 27
Дата опубликования описания 230781 (53) УДК 62 1. 565. .94 (088.8) (72) Авторы изобретения
В.Р. Боровский, Э.С. Малкин и А.A. Хавин
Опытное конструкторско-технологическое бюр тепломассообменных процессов Института те теплофизики AH Украинской CCP (71) Заявитель (54) КОЖУХОТРУБНЫЙ TEIIJIOOBMEHHHK
Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть исполь= . эовано для нагревания (охлаждения) газа или жидкости в энергетике, пищевой, легкой промышленности, в частности в установках для сушкиэреления ткани.
Известны высоконапряженные кожухотрубные аппараты, преимущественно с продольным движением среды в межтрубном пространстве, содержащие опорно-дистанционирующие решетки, имеющие опорные элементы типа втулок под трубы, соединенные перемычками с образованием ячеек для прохода среды (1).
Недостаток устройств заключается в том, что он может быть использован для работы только в высоко-напряженных условиях, так .как опорнодистанционирующая решетка имеет значительное количество ячеек, которые при малых скоростях и давлениях теплоносителя в межтрубном пространстве могут привести к снижению ктзэффициента теплоотдачи.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является кожухотрубный теплообменник с попереч. ными перегородками в межтрубном 30 пространстве, имеющий отверстия, в которых трубы установлены с зазором (2).
Недостаток данного теплообменника — нерациональная потеря давления в межтрубном пространстве, снижающая эффективность процесса теплообмена вследствие того, что в местах отверстий под трубы, последние не омываются теплоносителем.
Цель изобретения — интенсификация теплообмена.
Поставленная цель достигается тем,,что каждое отверстие -в перегородках выполнено с отогнутыми кромками, сужающимися в направлении движения среды межтрубного пространства и образующими сопло, причем суммарная площадь входных сечений всех сопел в каждой перегородке составляет 1/3-1/6 площади живого сечения кожуха, а расстояние между перегородками в 7-10 раз больше величины радиуса входного сечения сопла.
На фиг. 1 изображен схематично предлагаемый теплообменник; на фиг °
2 — сопло одного из отверстий поперечной перегородки теплообменника.
848949
Формула изобретения я,4
Теплообменник содержит кожух 1, трубы 2, поперечные перегородки 3 с соплами 4, патрубки 5 и 6 для подвода сред в межтрубное и трубное пространства соответственно, патрубки 7 и 8 для их отвода.
Теплообменник работает следующим образом.
Охлаждаемый (нагреваемый) теплоноситель через патрубок 6 подается в трубы 2 теплообменника. В межтрубное пространство, ограниченное кожухом теплообменника, поступает че" рез патрубок 5 нагреваемый (охлаждаемый) теплоноситель, который движется вдоль труб 2, ускоряясь до заданной оптимальной скорости соплом 4.
Нагреваемый теплоноситель, выходйщий из сопел предыдущей перегородки с повышенной скоростью, движется вдоль наружной поверхности труб, при этом коэффициент расширения струи достигает значений 1/5-2.
Затем поток теплоносителя вновь попадает в сопла 4 уже следующей перегородки и вновь ускоряется до оптимальной расчетной скорости и так далее, после чего нагретый поток удаляется через патрубок 7.
Перегородки с соплами позволяют увеличить скорость теплоносителя межтрубного пространства в 3-6 раз в местах выполнения сопел по сравнению с усредненной скоростью по всему определяемому. сечению теплообменника °
Потеря энергии при этом расходуется на ускорение потока, непосредственно омывающего трубы теплообменника. Сопло позволяет снизить потери давления в отверстиях более чем на
50%.
Таким образом, в омываемом теплообменнике энергия затрачивается на ускорение теплоносителя не по всему поперечному сечению теплообменника и не по всему сечению между перегородками в межтрубном пространстве; а только вдоль работающей поверхности теплообмена.
Количество перегородок и размер проходного сечения сопла не только интенсифицирует процесс теплообмена повышением скорости теплоносителя и его турбулизации, но и является регулятором количества ускоряемой работающей среды.
Кожухотрубный теплообменник с поперечными перегородками в межтрубном пространстве, имеющими отверстия, 20 в которых трубы установлены с зазором, отличающий с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена, каждое отверстие в перегородках выполнено с отогнутыми кромками, 25 сужающимися в направлении движения среды межтрубного пространства и образующими сопло, причем суммарная плОщадь входных сечений всех сопел каждой перегородки составляет
1/3-1/6 площади живого сечения кожуха, а расстояние между перегородками .в 7-10 раз больше величины радиуса . входного сечения сопла.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1, Авторское свидетельство СССР Р 515024, кл. F 28 F 9/22, 1971.
2. Авторское свидетельство СССР
9 515025, кл. F 28 F 9/22, 1973.