ES2436767T3

ES2436767T3 - Heat transfer improvement system and manufacturing procedure for a heat transfer device

Info

Publication number: ES2436767T3
Application number: ES07119401T
Authority: ES
Inventors: Ronald Scott Bunker; Wayne Charles Hasz
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2014-01-07
Anticipated expiration: 2027-10-26
Also published as: EP2053334B1; EP2053334A1

Abstract

A heat transfer device (18) includes a plurality of heat transfer walls (46) configured to separate a first fluid (19) and a second fluid (32). A heat transfer enhancing system (44) is provided to one or more heat transfer walls (46). The heat transfer enhancing system (44) includes a plurality of micro turbulating particles (48) bonded to the one or more heat transfer walls (46) using a binding medium.

Description

Sistema de mejora de la transferencia de calor y procedimiento de fabricación de un dispositivo de transferencia de calor Heat transfer improvement system and manufacturing procedure for a heat transfer device

La invención se refiere, en general, a un vaporizador de bastidor abierto y un procedimiento de fabricación de tal 5 vaporizador de bastidor abierto. The invention relates, in general, to an open-frame vaporizer and a method of manufacturing such an open-frame vaporizer.

Un dispositivo de transferencia de calor, tal como un intercambiador de calor, es un dispositivo que transmite energía térmica entre un fluido caliente y un fluido frío. El calor fluye desde el fluido caliente al fluido frío en el dispositivo de transferencia de calor a través de una pluralidad de superficies de transferencia de calor tales como tubos o paneles. Los intercambiadores de calor se pueden clasificar en diferentes tipos tales como de tipo de flujo paralelo, tipo de A heat transfer device, such as a heat exchanger, is a device that transmits thermal energy between a hot fluid and a cold fluid. Heat flows from the hot fluid to the cold fluid in the heat transfer device through a plurality of heat transfer surfaces such as tubes or panels. Heat exchangers can be classified into different types such as parallel flow type, type of

10 contraflujo, tipo de flujo transversal, tipo de una sola pasada, o tipo de múltiples pasadas. Los intercambiadores de calor utilizados en plantas de procesamiento de fluidos, por ejemplo vaporizadores de gas natural líquido o licuadores de gas natural, se basan en varias técnicas convencionales de transferencia de calor para mejorar la eficacia térmica o para mejorar otras características de transferencia de calor entre un lado del fluido de proceso (por ejemplo, gas natural líquido) y una fuente de calor o un lado de disipador de calor del intercambiador de calor. 10 backflow, cross flow type, single pass type, or multiple pass type. Heat exchangers used in fluid processing plants, for example liquid natural gas vaporizers or natural gas liquefiers, rely on several conventional heat transfer techniques to improve thermal efficiency or to improve other heat transfer characteristics between one side of the process fluid (for example, liquid natural gas) and a heat source or a heat sink side of the heat exchanger.

15 Una técnica convencional para mejorar la eficacia térmica consiste en aumentar el área superficial de las superficies de transferencia de calor. Un aumento en el área superficial se puede lograr proporcionando una pluralidad de aletas, salientes, o rebajes por ejemplo, a las superficies de transferencia de calor, lo que lleva a un aumento en el flujo total de calor por unidad de área (área de superficie de base) del dispositivo de transferencia de calor que da como resultado una disminución en el tamaño y el costo del dispositivo de transferencia de calor o un aumento en la 15 A conventional technique to improve thermal efficiency is to increase the surface area of heat transfer surfaces. An increase in surface area can be achieved by providing a plurality of fins, projections, or recesses, for example, to heat transfer surfaces, which leads to an increase in the total heat flow per unit area (surface area base) of the heat transfer device that results in a decrease in the size and cost of the heat transfer device or an increase in the

20 capacidad total del dispositivo. 20 total device capacity.

Otra técnica convencional para mejorar la eficacia térmica es aumentar el coeficiente de transferencia de calor proporcionando turbuladores o deflectores de flujo a las superficies de transferencia de calor. Sin embargo, el suministro de turbuladores o deflectores de flujo da como resultado mayores pérdidas de presión en el dispositivo de transferencia de calor. Another conventional technique for improving thermal efficiency is to increase the heat transfer coefficient by providing turbulators or flow baffles to heat transfer surfaces. However, the supply of turbulators or flow baffles results in greater pressure losses in the heat transfer device.

25 En consecuencia, hay necesidad de un sistema y un procedimiento para aumentar la eficacia térmica en un vaporizador de bastidor abierto al tiempo que se mantiene un tamaño compacto y pérdidas de presión aceptables. Consequently, there is a need for a system and a procedure to increase thermal efficiency in an open-frame vaporizer while maintaining a compact size and acceptable pressure losses.

Breve descripción Short description

Se proporciona un vaporizador de bastidor abierto tal como se define en la reivindicación 1 y un procedimiento de fabricación de un vaporizador de bastidor abierto tal como se define en la reivindicación 7. An open frame vaporizer is provided as defined in claim 1 and a method of manufacturing an open frame vaporizer as defined in claim 7.

30 Dibujos 30 Drawings

Los aspectos y ventajas de la presente invención se entenderán mejor cuando la siguiente descripción detallada, proporcionada a modo de ejemplo solamente, se lea con referencia a los dibujos adjuntos, en los que los números idénticos representan piezas idénticas a lo largo de todos los dibujos, en los que: Aspects and advantages of the present invention will be better understood when the following detailed description, provided by way of example only, is read with reference to the accompanying drawings, in which the identical numbers represent identical pieces throughout all the drawings, in which:

La figura 1 es una vista esquemática de un sistema vaporizador de bastidor abierto que tiene un dispositivo Figure 1 is a schematic view of an open frame vaporizer system having a device

35 de transferencia de calor, por ejemplo un intercambiador de calor de gas natural líquido, de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención; La figura. 2 es una vista en perspectiva de un tubo intercambiador de calor que tiene un sistema de mejora de la transferencia de calor de acuerdo con los aspectos de la realización de la figura 1; La figura 3 es una vista esquemática de un sistema de mejora de la transferencia de calor de acuerdo con Heat transfer, for example a liquid natural gas heat exchanger, in accordance with an exemplary embodiment of the present invention; The figure. 2 is a perspective view of a heat exchanger tube having a heat transfer improvement system in accordance with the aspects of the embodiment of Figure 1; Figure 3 is a schematic view of a heat transfer improvement system according to

40 una realización ejemplar de la presente invención; La figura 4 es una vista esquemática de un vaporizador de bastidor abierto que tiene un dispositivo de transferencia de calor provisto de una pluralidad de aletas que tiene un sistema de mejora de la transferencia de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención; La figura 5 es una vista en perspectiva de un dispositivo de transferencia de calor que tiene un panel 40 an exemplary embodiment of the present invention; Fig. 4 is a schematic view of an open frame vaporizer having a heat transfer device provided with a plurality of fins having a transfer enhancement system in accordance with an exemplary embodiment of the present invention; Figure 5 is a perspective view of a heat transfer device having a panel

45 corrugado provisto de un sistema de mejora de la transferencia de calor de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención; La figura 6 es una vista esquemática de un sistema de mejora de la transferencia de calor de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención; La figura 7 es una vista esquemática de un sistema de mejora de la transferencia de calor de acuerdo con Corrugated provided with a heat transfer improvement system in accordance with an exemplary embodiment of the present invention; Figure 6 is a schematic view of a heat transfer improvement system in accordance with an exemplary embodiment of the present invention; Figure 7 is a schematic view of a heat transfer improvement system according to

50 una realización ejemplar de la presente invención; La figura 8 es una vista esquemática de un sistema de mejora de la transferencia de calor de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención; La figura 9 es una vista esquemática de un sistema de mejora de la transferencia de calor de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención; 50 an exemplary embodiment of the present invention; Figure 8 is a schematic view of a heat transfer improvement system in accordance with an exemplary embodiment of the present invention; Figure 9 is a schematic view of a heat transfer improvement system in accordance with an exemplary embodiment of the present invention;

55 La figura 10 es un gráfico que representa la variación del número de Reynolds de chorro respecto de la mejora de la transferencia de calor de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención; La figura 11 es una vista esquemática una técnica ejemplar utilizada para proporcionar un sistema de Figure 10 is a graph depicting the variation of the Reynolds number of jet with respect to the improvement of heat transfer according to an exemplary embodiment of the present invention; Figure 11 is a schematic view of an exemplary technique used to provide a system of

mejora de la transferencia de calor a un dispositivo de transferencia de calor, por ejemplo un intercambiador de calor, de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención, y La figura 12 es una vista esquemática de una técnica ejemplar utilizada para proporcionar un sistema de mejora de la transferencia de calor a un dispositivo de transferencia de calor, por ejemplo, un enfriador intermedio, de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención. improvement of heat transfer to a heat transfer device, for example a heat exchanger, in accordance with an exemplary embodiment of the present invention, and Figure 12 is a schematic view of an exemplary technique used to provide a system of improvement of heat transfer to a heat transfer device, for example, an intermediate cooler, in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.

Descripción detallada Detailed description

Como se discute en detalle a continuación, las realizaciones de la presente invención proporcionan un dispositivo de transferencia de calor que tiene una pluralidad de paredes de transferencia de calor diseñadas para separar un primer fluido y un segundo fluido. Un sistema ejemplar de mejora de la transferencia de calor de acuerdo con las realizaciones ejemplares de la presente invención está dispuesto en una o más paredes de transferencia de calor. El sistema de mejorar de la transferencia de calor incluye una pluralidad de partículas de microturbulencias unidas a una o más paredes de transferencia de calor usando un medio de unión. Las partículas de microturbulencias pueden incluir partículas de forma esférica, o partículas de diferentes formas dependiendo de la necesidad. Se usan técnicas ejemplares de acuerdo con las realizaciones de la presente invención para unir las partículas de microturbulencias de manera aleatoria a según un patrón predeterminado a las superficies de transferencia de calor. El sistema de mejora de la transferencia de calor utiliza partículas de microturbulencias para mejorar la eficacia térmica de las superficies de transferencia de calor: tal como por ejemplo, una pluralidad de tubos o paneles en un intercambiador de calor de gas natural líquido. El tamaño, densidad de distribución, espaciamiento y patrón de partículas puede variar para lograr la mejora térmica deseada. La "densidad de distribución de partículas de microturbulencias " puede denominarse como el aumento medio en el área superficial humedecida debido a las partículas de microturbulencias. En un ejemplo, un aumento medio es del 50 %. Las partículas de microturbulencias actúan para mejorar la transferencia de calor entre el primer fluido y el segundo fluido a través de las paredes de transferencia de calor. La pérdida de presión adicional en el dispositivo de transferencia de calor es mínima. Realizaciones específicas de la presente invención se discuten a continuación en general referente a las figuras 1-12. As discussed in detail below, the embodiments of the present invention provide a heat transfer device having a plurality of heat transfer walls designed to separate a first fluid and a second fluid. An exemplary heat transfer improvement system according to the exemplary embodiments of the present invention is arranged in one or more heat transfer walls. The heat transfer enhancement system includes a plurality of microturbulence particles bonded to one or more heat transfer walls using a joining means. The microturbulence particles may include spherical particles, or particles of different shapes depending on the need. Exemplary techniques are used in accordance with the embodiments of the present invention to bind the microturbulence particles randomly to a predetermined pattern to the heat transfer surfaces. The heat transfer improvement system uses microturbulence particles to improve the thermal efficiency of heat transfer surfaces: such as, for example, a plurality of tubes or panels in a liquid natural gas heat exchanger. The size, density of distribution, spacing and particle pattern may vary to achieve the desired thermal improvement. The "microturbulence particle distribution density" can be referred to as the average increase in the wetted surface area due to the microturbulence particles. In one example, an average increase is 50%. The microturbulence particles act to improve heat transfer between the first fluid and the second fluid through the heat transfer walls. The loss of additional pressure in the heat transfer device is minimal. Specific embodiments of the present invention are discussed below in general with reference to Figures 1-12.

Refiriéndonos a la figura 1, un sistema 10 ejemplar (por ejemplo, un sistema de de gas natural líquido (GNL)) se ilustra de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención. En la realización ilustrada, el sistema 10 es un sistema de vaporizador de bastidor abierto. El sistema ilustrado 10 incluye una bomba de GNL 12 acoplada a un tanque de GNL 14. La bomba de GNL 12 está también acoplada a través de una tubería 16 a un panel (intercambiador de calor) 18. Referring to Figure 1, an exemplary system 10 (for example, a liquid natural gas (LNG) system) is illustrated in accordance with an exemplary embodiment of the present invention. In the illustrated embodiment, the system 10 is an open frame vaporizer system. The illustrated system 10 includes an LNG pump 12 coupled to an LNG tank 14. The LNG pump 12 is also coupled through a pipe 16 to a panel (heat exchanger) 18.

El panel 18 incluye una pluralidad de tubos de transferencia de calor 20 dispuestos los unos cerca de los otros. La bomba de GNL 12 está configurado para suministrar un primer fluido o un líquido de proceso 19 (es decir, gas natural líquido) desde el tanque de GNL 14 al panel 18 a través de la tubería 16. Una válvula 22 es proporcionada al tubo 16 y está configurada para controlar la cantidad de gas natural líquido que fluye a través de la tubería 16. El sistema 10 incluye, además, otra bomba 24 acoplada a un tanque de admisión 26. La bomba 24 está acoplada también, a un colector 28 a través de la tubería 30. La bomba 24 está configurada para suministrar un segundo líquido (es decir, agua de mar) 32 desde el depósito de admisión 26 al colector 28 a través de la tubería 30. El colector 28 se proporciona para pulverizar agua de mar 32 desde la pluralidad de tubos 20 del panel 18. Agua de mar caliente fluye a lo largo de las superficies externas de los tubos 20, al tiempo que el gas natural líquido fluye a través de los tubos 20 y se evapora. Panel 18 includes a plurality of heat transfer tubes 20 arranged close to each other. The LNG pump 12 is configured to supply a first fluid or process liquid 19 (i.e., liquid natural gas) from the LNG tank 14 to the panel 18 through the pipe 16. A valve 22 is provided to the tube 16 and is configured to control the amount of liquid natural gas flowing through the pipe 16. The system 10 also includes another pump 24 coupled to an intake tank 26. The pump 24 is also coupled to a manifold 28 a through the pipe 30. The pump 24 is configured to supply a second liquid (i.e. seawater) 32 from the intake tank 26 to the manifold 28 through the pipe 30. The manifold 28 is provided to spray water from sea 32 from the plurality of tubes 20 of the panel 18. Hot sea water flows along the outer surfaces of the tubes 20, while liquid natural gas flows through the tubes 20 and evaporates.

El panel 18 incluye un lado de entrada 34 configurado para admitir gas natural líquido 19 y un lado de salida 36 configurado para descargar el gas natural a través de una tubería de alimentación 38. El lado de entrada 34 incluye una zona de vaporización 40 y el lado de salida 36 incluye una zona de calentamiento 42. El sistema 10 ejemplar utiliza agua de mar 32 a presión atmosférica como la fuente de calentamiento para calentar o vaporizar fluidos de baja temperatura (gas natural líquido) en gases a temperaturas atmosféricas. El gas natural líquido se vaporiza usando agua de mar en la zona de vaporización 40 del panel 18. El gas natural vaporizado se calienta a adicionalmente a continuación a una temperatura superior en la zona de calentamiento 42 antes de la descarga a través de la tubería de alimentación 38. En algunas realizaciones ejemplares, una aleación de aluminio-zinc se pulveriza en caliente en el panel 18 para proteger el panel 18 contra la corrosión por agua de mar 32. Se proporciona un sistema de mejora de la transferencia de calor 44 de acuerdo con las realizaciones ejemplares de la presente invención para una pluralidad de paredes de transferencia de calor 46 de la pluralidad de tubos 20 del panel 18. En algunas realizaciones ejemplares, el sistema de mejora de la transferencia de calor 44 incluye una pluralidad de partículas metálicas de microturbulencia unidas a una o más paredes de transferencia de calor 46 de los 20 tubos utilizando un medio de unión. De acuerdo con las realizaciones ejemplares, una "partícula de microturbulencia " puede denominarse como una sola partícula de microturbulencia o una aglomeración de una o más partículas individuales en una partícula compleja de microturbulencia que no permite que el flujo de líquido penetre en la aglomeración. Cabe resaltar también que "dimensión de partícula de microturbulencia" puede denominarse como la altura o diámetro medio de una partícula individual o aglomerada de microturbulencia. La "separación de partículas " puede denominarse como la distancia regional o local media del centro de partícula adyacente, expresada como una relación proporción de la dimensión de partícula. The panel 18 includes an inlet side 34 configured to admit liquid natural gas 19 and an outlet side 36 configured to discharge the natural gas through a feed pipe 38. The inlet side 34 includes a vaporization zone 40 and the outlet side 36 includes a heating zone 42. The exemplary system 10 uses seawater 32 at atmospheric pressure as the heating source for heating or vaporizing low temperature fluids (liquid natural gas) in gases at atmospheric temperatures. The liquid natural gas is vaporized using seawater in the vaporization zone 40 of the panel 18. The vaporized natural gas is then further heated to a higher temperature in the heating zone 42 before discharge through the water pipe. feed 38. In some exemplary embodiments, an aluminum-zinc alloy is hot sprayed on panel 18 to protect panel 18 against corrosion by seawater 32. A heat transfer improvement system 44 is provided in accordance with exemplary embodiments of the present invention for a plurality of heat transfer walls 46 of the plurality of tubes 20 of panel 18. In some exemplary embodiments, the heat transfer enhancement system 44 includes a plurality of metal particles of microturbulence attached to one or more heat transfer walls 46 of the 20 tubes using a joining means. According to the exemplary embodiments, a "microturbulence particle" can be referred to as a single microturbulence particle or an agglomeration of one or more individual particles in a complex microturbulence particle that does not allow the flow of liquid to penetrate the agglomeration. It should also be noted that "microturbulence particle size" can be referred to as the average height or diameter of an individual or agglomerated microturbulence particle. "Particle separation" can be referred to as the average regional or local distance of the adjacent particle center, expressed as a ratio ratio of the particle dimension.

En realizaciones alternativas ejemplares, el panel 18 puede incluir una pluralidad de paneles dispuestos en matrices paralelas. El agua de mar caliente fluye a lo largo de las superficies externas de los paneles, al tiempo que el gas In exemplary alternative embodiments, panel 18 may include a plurality of panels arranged in parallel matrices. Hot seawater flows along the outer surfaces of the panels, while the gas

natural líquido fluye a través de los paneles y se evapora. Aunque se ilustra el vaporizador de GNL, en algunas otras realizaciones ejemplares, el sistema de mejora de la transferencia de calor 44 puede también ser aplicable a los licuadores, enfriadores intermedios, dispositivos de gestión térmica eléctricos y electrónicos, o similares donde se requieren tasas mejoradas de transferencia de calor. Del mismo modo, en algunas otras realizaciones ejemplares, el sistema 44 puede ser aplicable a diversos tipos de intercambiadores de calor tales como intercambiadores de calor de tipo de flujo paralelo, de tipo de contraflujo, de tipo de flujo cruzado y de tipo de flujo combinado. La turbulencia de acuerdo con las realizaciones ejemplares de la presente invención se puede utilizar para tratar varios componentes que incluyen revestimientos de cámara de combustión, cúpulas de cámara de combustión, álabes o palas, o carenados de turbinas de gas. Las técnicas de turbulencia ejemplares también pueden utilizarse para tratar áreas de control de huelgo de carenado que incluyen rebordes, carcasas y anillos. Natural liquid flows through the panels and evaporates. Although the LNG vaporizer is illustrated, in some other exemplary embodiments, the heat transfer improvement system 44 may also be applicable to blenders, intermediate coolers, electrical and electronic thermal management devices, or the like where improved rates are required. Heat transfer Similarly, in some other exemplary embodiments, the system 44 may be applicable to various types of heat exchangers such as heat exchangers of parallel flow type, counter flow type, cross flow type and combined flow type . Turbulence according to exemplary embodiments of the present invention can be used to treat various components including combustion chamber liners, combustion chamber domes, blades or blades, or gas turbine fairings. Exemplary turbulence techniques can also be used to treat areas of fairing strike control that include flanges, housings and rings.

Las partículas de microturbulencias incrementan el área superficial y el coeficiente de transferencia de calor de las paredes de transferencia de calor 46 que dan como resultado mayores tasas de transferencia de calor y pérdidas reducidas de presión relativa en comparación con otros procedimientos de incremento. El procesamiento de las paredes de transferencia de calor puede personalizarse en función de la exigencia y los diferentes niveles de mejora térmica deseada. Realizaciones específicas de la presente invención se discuten a continuación en general con referencia a las figuras. 1-12. The microturbulence particles increase the surface area and the heat transfer coefficient of the heat transfer walls 46 resulting in higher heat transfer rates and reduced relative pressure losses compared to other augmentation procedures. The heat transfer wall processing can be customized according to the requirement and the different levels of thermal improvement desired. Specific embodiments of the present invention are discussed below in general with reference to the figures. 1-12.

Con referencia a la figura 2, se ilustra el tubo de transferencia de calor 20 de acuerdo con los aspectos de la figura 1. En la realización ilustrada, el sistema de mejora de la transferencia de calor 44 es proporcionado a una superficie exterior 41 y una superficie interior 43 de la pared de transferencia de calor 46 del tubo 20. Como se ha descrito previamente, el sistema 44 incluye una pluralidad de partículas de microturbulencias unidas a las superficies 41, 43 del tubo 20 utilizando un medio de unión. En algunas realizaciones ejemplares, la pluralidad de partículas de microturbulencias puede incluir níquel, cobalto, aluminio, silicio o hierro, o aleaciones de los mismos, o una combinación que incluye cualquiera de los anteriores. El medio de unión puede incluir un material epoxídico, o chapa metálica, o de soldadura blanda, o de soldadura fuerte o material para soldar, o una combinación de los mismos. Cabe señalar que la lista de materiales de las partículas de microturbulencias y el medio de unión mencionados anteriormente no es exhaustiva y que se prevén otros materiales metálicos o aleaciones metálicas adecuados para la mejorar de las características de transferencia de calor. La cantidad y tipo de aglutinante asegura en general una fuerza adhesiva suficiente de las partículas de microturbulencias a la pared de transferencia de calor en el sistema With reference to Figure 2, the heat transfer tube 20 according to the aspects of Figure 1 is illustrated. In the illustrated embodiment, the heat transfer improvement system 44 is provided to an outer surface 41 and a inner surface 43 of the heat transfer wall 46 of the tube 20. As previously described, the system 44 includes a plurality of microturbulence particles bonded to the surfaces 41, 43 of the tube 20 using a joining means. In some exemplary embodiments, the plurality of microturbulence particles may include nickel, cobalt, aluminum, silicon or iron, or alloys thereof, or a combination that includes any of the foregoing. The joining means may include an epoxy material, or sheet metal, or solder, or brazing or welding material, or a combination thereof. It should be noted that the list of materials of the microturbulence particles and the bonding means mentioned above is not exhaustive and that other suitable metal materials or metal alloys are provided for the improvement of heat transfer characteristics. The quantity and type of binder generally ensures sufficient adhesive strength of the microturbulence particles to the heat transfer wall in the system

44. 44.

En la realización ilustrada, las partículas ce microturbulencia se aplican de manera aleatoria a las superficies 41, 43 del tubo 20. En algunas otras realizaciones, las partículas de microturbulencias pueden estar provistas de manera aleatoria o parcialmente a las paredes de transferencia de calor de la zona de vaporización y la zona de calentamiento del panel. En algunas otras realizaciones, las partículas de microturbulencias están unidas a una o más paredes de manera uniforme de los tubos de transferencia de calor 20. En algunas otras realizaciones, las partículas de microturbulencias están unidas según un patrón predeterminado a una o más paredes de transferencia de calor de los tubos 20. El suministro de las partículas de microturbulencias se puede variar en diferentes zonas del intercambiador de calor en función del potencial térmico de las zonas. De acuerdo con las realizaciones ejemplares de la presente invención, el aumento de la transferencia de calor es en gran parte debido al aumento de del área superficial con micro turbulencia del tubo. Las partículas de microturbulencias también pueden aumentar la transferencia de calor modificando las características del flujo de fluido tales como del flujo laminar al flujo turbulento a lo largo de la superficie de transferencia de calor. Cabe indicar que el flujo de fluido a lo largo de la superficie de transferencia de calor que tiene características de transferencia de calor mejoradas puede incluir el flujo de fluido de tipo canal y el flujo de fluido de tipo incidente. In the illustrated embodiment, the microturbulence particles are applied randomly to the surfaces 41, 43 of the tube 20. In some other embodiments, the microturbulence particles may be provided randomly or partially to the heat transfer walls of the Vaporization zone and panel heating zone. In some other embodiments, the microturbulence particles are attached to one or more walls uniformly of the heat transfer tubes 20. In some other embodiments, the microturbulence particles are bonded according to a predetermined pattern to one or more transfer walls. of heat of the tubes 20. The supply of the micro-turbulence particles can be varied in different zones of the heat exchanger depending on the thermal potential of the zones. In accordance with the exemplary embodiments of the present invention, the increase in heat transfer is largely due to the increase in surface area with micro turbulence of the tube. The microturbulence particles can also increase heat transfer by modifying the characteristics of the fluid flow such as the laminar flow to the turbulent flow along the heat transfer surface. It should be noted that the fluid flow along the heat transfer surface having improved heat transfer characteristics may include the channel type fluid flow and the incident type fluid flow.

Con referencia a la figura 3 se ilustra el sistema de mejora de la transferencia de calor 44 de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención. El sistema 44 incluye una pluralidad de protuberancias 48 dispuestas según un patrón predeterminado en una pared de transferencia de calor 46 del tubo de transferencia de calor. La pluralidad de protuberancias juntas define "turbulencia", la cual parece una superficie rugosa que es eficaz para aumentar la transferencia de calor a través de la pared de transferencia de calor 46. A pesar de que las protuberancias se muestran en forma aproximadamente esférica, se pueden prever otras formas también para satisfacer las características deseadas de rugosidad y de área superficial y de este modo obtener una mejora deseada de la transferencia de calor. En la realización ilustrada, las protuberancias 48 están previstas a lo largo de tres filas 50, 52, 54 y cuatro columnas 56, 58, 60, y 62 a la pared de transferencia de calor 46. En algunas realizaciones ejemplares, la altura "h" de cada protuberancia 48 es de 0,022 cm. Cabe señalar que el valor de la altura "h" no ha de interpretarse como un valor límite y puede variar en función del requisito de la transferencia de calor. Cada protuberancia 48 incluye uno o más partículas de microturbulencias compactadas. Las protuberancias 48 están unidas a la superficie de transferencia de calor 46 mediante el medio de unión. Cabe señalare de nuevo que el ejemplo ilustrado es meramente un realización ejemplar y que la dimensión de partícula, la forma de realización, la densidad de la distribución, el espacio y el patrón se pueden variar para lograr la mejora térmica deseada. La dimensión de las partículas se determina basándose en el grado deseado de rugosidad de superficie y el área superficial será proporcionada por las protuberancias. Las partículas de microturbulencias facilitarían la mejora de la transferencia de calor entre el primer fluido y el segundo fluido a través de la pared de transferencia de calor 46. La pérdida de presión adicional en el dispositivo de transferencia de calor es mínima respecto de lo que Referring to FIG. 3, the heat transfer improvement system 44 in accordance with an exemplary embodiment of the present invention is illustrated. System 44 includes a plurality of protrusions 48 arranged according to a predetermined pattern in a heat transfer wall 46 of the heat transfer tube. The plurality of protrusions together define "turbulence," which looks like a rough surface that is effective for increasing heat transfer through heat transfer wall 46. Although the protuberances are shown in an approximately spherical manner, they they can also provide other ways to satisfy the desired characteristics of roughness and surface area and thus obtain a desired improvement in heat transfer. In the illustrated embodiment, the protuberances 48 are provided along three rows 50, 52, 54 and four columns 56, 58, 60, and 62 to the heat transfer wall 46. In some exemplary embodiments, the height "h "of each bulge 48 is 0.022 cm. It should be noted that the value of the height "h" should not be interpreted as a limit value and may vary depending on the requirement of heat transfer. Each protuberance 48 includes one or more particles of compacted microturbulences. The protrusions 48 are attached to the heat transfer surface 46 by the joining means. It should be noted again that the illustrated example is merely an exemplary embodiment and that the particle size, embodiment, distribution density, space and pattern can be varied to achieve the desired thermal improvement. The size of the particles is determined based on the desired degree of surface roughness and the surface area will be provided by the protuberances. The microturbulence particles would facilitate the improvement of heat transfer between the first fluid and the second fluid through the heat transfer wall 46. The loss of additional pressure in the heat transfer device is minimal as regards

ocurre sin el sistema 44. occurs without system 44.

De acuerdo con las realizaciones ejemplares, el patrón puede incluir límites predeterminados en la relación de dimensión/espacio de las partículas de microturbulencias aplicadas a la pared de transferencia de calor 46. En algunas realizaciones ejemplares, si la altura media de la partícula de microturbulencia se caracteriza como "H", y el diámetro medio de partícula de microturbulencia se caracterizado como "D ", a continuación el espacio entre las partículas de microturbulencias mutuamente adyacentes pueden encontrarse en el intervalo de 2 a 8 veces el diámetro medio (D). En algunos ejemplos, la altura (H) de partícula de microturbulencia puede encontrarse en el intervalo de 1 a 6 veces el diámetro medio (D) de la partícula de microturbulencia. According to the exemplary embodiments, the pattern may include predetermined limits in the dimension / space ratio of the microturbulence particles applied to the heat transfer wall 46. In some exemplary embodiments, if the average height of the microturbulence particle is characterized as "H", and the average microturbulence particle diameter is characterized as "D", then the space between mutually adjacent microturbulence particles may be in the range of 2 to 8 times the average diameter (D). In some examples, the height (H) of the microturbulence particle can be in the range of 1 to 6 times the average diameter (D) of the microturbulence particle.

Con referencia a la figura. 4, se ilustra una realización ejemplar de un tubo de transferencia de calor extruido 64 del vaporizador de bastidor abierto. En la realización ilustrada, el tubo de transferencia de calor 64 es un tubo extruido que tiene una pluralidad de aletas 66 proporcionadas sobre una superficie exterior 68 de una pared de transferencia de calor 70. Las aletas 66 pueden incluir aletas de tipo macizo, o aletas de tipo perforado o aletas de tipo dentado, o una combinación de las mismas. Un sistema de mejora de la transferencia de calor ejemplar 44 de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención se dispone en la pluralidad de aletas 66 previstas en la superficie exterior 68 de la pared de transferencia de calor 70. El sistema de mejora de la transferencia de calor 44 incluye una pluralidad de partículas de microturbulencias unidas a la pluralidad de aletas 66 usando el medio de unión. Las partículas de microturbulencias y el medio de unión se aplican a las aletas 66 usando técnicas tales como pulverización o pintura en suspensión. En algunos casos, el aglutinante puede madurar térmicamente para realizar la resistencia de adherencia (por ejemplo, soldadura blanda, soldadura fuerte). Las partículas de microturbulencias aumentan el área superficial de microturbulencia y coeficiente de transferencia de calor de la pared de transferencia de calor 70, lo cual da como resultado una mejora de las tasas de transferencia de calor y pérdidas reducidas de presión relativa. With reference to the figure. 4, an exemplary embodiment of an extruded heat transfer tube 64 of the open frame vaporizer is illustrated. In the illustrated embodiment, the heat transfer tube 64 is an extruded tube having a plurality of fins 66 provided on an outer surface 68 of a heat transfer wall 70. The fins 66 may include solid type fins, or fins perforated type or serrated type fins, or a combination thereof. An exemplary heat transfer improvement system 44 in accordance with some embodiments of the present invention is arranged in the plurality of fins 66 provided on the outer surface 68 of the heat transfer wall 70. The transfer enhancement system Heat 44 includes a plurality of microturbulence particles bonded to the plurality of fins 66 using the joining means. The microturbulence particles and the bonding medium are applied to the fins 66 using techniques such as spraying or suspension painting. In some cases, the binder can mature thermally to perform adhesion resistance (for example, soft welding, brazing). The microturbulence particles increase the surface area of microturbulence and heat transfer coefficient of the heat transfer wall 70, which results in an improvement in heat transfer rates and reduced relative pressure losses.

La figura 5 es una vista en perspectiva de un dispositivo de transferencia de calor 76 (intercambiador de calor), de acuerdo con otros aspectos de la presente invención. El dispositivo de transferencia de calor 76 incluye un panel corrugado 78 en el que el fluido de proceso y el fluido de de calentamiento/enfriamiento fluye en canales alternos 80, 82, respectivamente. Se proporciona el sistema de mejora de la transferencia de calor 44 ejemplar de acuerdo con aspectos de la presente invención, e incluye una pluralidad de partículas de microturbulencias 79 unidas a uno o ambos lados del panel corrugado 78 utilizando el medio de unión. Las partículas de microturbulencias 79 y el medio de unión se aplican al panel corrugado 78, utilizando técnicas tales como el recubrimiento por pulverización, o por suspensión, o por rodillo, o una combinación de los mismos, y a continuación se tratan con calor para realizar el curado. Las partículas de microturbulencias 79 aumentan el área superficial de microturbulencia y el coeficiente de transferencia de calor del panel ondulado 78 que da como resultado tasas de transferencia de calor mejorada y pérdidas reducidas de presión relativa. Una vez más, cabe señalar que el ejemplo ilustrado es meramente una realización ejemplar y que la dimensión de partícula, la separación y el patrón se pueden variar para lograr la mejora térmica deseada. Figure 5 is a perspective view of a heat transfer device 76 (heat exchanger), in accordance with other aspects of the present invention. The heat transfer device 76 includes a corrugated panel 78 in which the process fluid and the heating / cooling fluid flows in alternating channels 80, 82, respectively. The exemplary heat transfer improvement system 44 is provided in accordance with aspects of the present invention, and includes a plurality of microturbulence particles 79 attached to one or both sides of the corrugated panel 78 using the joining means. The microturbulence particles 79 and the joining means are applied to the corrugated panel 78, using techniques such as spray coating, or suspension, or roller coating, or a combination thereof, and then heat treated to perform the cured. The microturbulence particles 79 increase the surface area of microturbulence and the heat transfer coefficient of the corrugated panel 78 resulting in improved heat transfer rates and reduced relative pressure losses. Again, it should be noted that the illustrated example is merely an exemplary embodiment and that the particle size, separation and pattern can be varied to achieve the desired thermal improvement.

Con referencia a la figura 6, se ilustra el sistema de mejora de la transferencia de calor 44 de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención. En la realización ilustrada, se indica la gestión de flujo de fluido de proceso y/o el fluido de calentamiento/enfriamiento con la flecha 81 respecto de una placa plana de transferencia de calor 83. La placa de transferencia de calor 83 incluye una región de entrada 85, una región intermedia 89, y una región de salida 93. With reference to Figure 6, the heat transfer improvement system 44 according to an exemplary embodiment of the present invention is illustrated. In the illustrated embodiment, the process fluid flow management and / or the heating / cooling fluid is indicated with the arrow 81 relative to a flat heat transfer plate 83. The heat transfer plate 83 includes a region of entrance 85, an intermediate region 89, and an exit region 93.

El sistema 44 incluye la pluralidad de partículas de microturbulencias 79 unidas a un lado o ambos lados de la placa de transferencia de calor 83 utilizando el medio de unión. En la realización ilustrada, la distribución de partículas de microturbulencias se concentra en la región de entrada 85 y la región intermedia 89. La región de salida 93 de la placa 83 se mantiene lisa. Las partículas de micro turbulencia 79 están compactadas juntas en la región de entrada 85 con lo que el espacio entre las partículas de microturbulencias es mayor en la región intermedia 89. Las partículas de microturbulencias 79 incrementan el área superficial de microturbulencia y el coeficiente de transferencia de calor de la placa de transferencia de calor 83 lo que da como resultado tasas de transferencia de calor mejoradas y pérdidas reducidas de presión relativa. System 44 includes the plurality of microturbulence particles 79 attached to one side or both sides of the heat transfer plate 83 using the joining means. In the illustrated embodiment, the distribution of microturbulence particles is concentrated in the inlet region 85 and the intermediate region 89. The outlet region 93 of the plate 83 remains smooth. The micro-turbulence particles 79 are compacted together in the inlet region 85 whereby the space between the microturbulence particles is larger in the intermediate region 89. The microturbulence particles 79 increase the surface area of microturbulence and the transfer coefficient of Heat of heat transfer plate 83 which results in improved heat transfer rates and reduced relative pressure losses.

Con referencia a la figura 7 se ilustra el sistema de mejora de la transferencia de calor 44 de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención. Como se ha discutido en la realización anterior, la placa de transferencia de calor 83 incluye la región de entrada 85, la región intermedia 89, y la región de salida 93. El sistema 44 incluye la pluralidad de partículas de microturbulencias 79 unidas a un lado o ambos lados de la placa de transferencia de calor 83 usando el medio de unión. En la realización ilustrada, la distribución de partículas de micro turbulencia se concentra en la región de entrada 85 y la región intermedia 89. La región de salida 93 de la placa 83 se mantiene lisa. En la realización ilustrada, la dimensión de partículas de microturbulencias 79 en la región de entrada 85 es mayor que la dimensión de las partículas en la región intermedia 89. Referring to Figure 7, the heat transfer improvement system 44 in accordance with an exemplary embodiment of the present invention is illustrated. As discussed in the previous embodiment, the heat transfer plate 83 includes the inlet region 85, the intermediate region 89, and the outlet region 93. The system 44 includes the plurality of microturbulence particles 79 attached to one side. or both sides of the heat transfer plate 83 using the joining means. In the illustrated embodiment, the distribution of micro-turbulence particles is concentrated in the inlet region 85 and the intermediate region 89. The outlet region 93 of the plate 83 remains smooth. In the illustrated embodiment, the microturbulence particle dimension 79 in the inlet region 85 is larger than the particle size in the intermediate region 89.

Con referencia a la figura 8 se ilustra el sistema de mejora de la transferencia de calor 44 de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención. En la realización ilustrada, la placa de transferencia de calor 83 incluye la región de entrada 85, la región intermedia 89, y la región de salida 93. El sistema 44 incluye la pluralidad de partículas de microturbulencias 79 unidas a un lado o ambos lados de la placa de transferencia de calor 83 Referring to Figure 8, the heat transfer improvement system 44 in accordance with an exemplary embodiment of the present invention is illustrated. In the illustrated embodiment, the heat transfer plate 83 includes the inlet region 85, the intermediate region 89, and the outlet region 93. System 44 includes the plurality of microturbulence particles 79 attached to one side or both sides of heat transfer plate 83

usando el medio de unión. En la realización ilustrada, la distribución de partículas de microtubulencia está concentrada en la región de entrada 85 y la región de salida 93. La región intermedia 87 se mantiene lisa. En la realización ilustrada, la dimensión de partículas de microturbulencias 79 en la región de entrada 85 es mayor que la dimensión de partículas en la región de salida 93. La densidad de distribución de partículas en la región de salida 93 es mayor que la densidad de distribución en la región de entrada 85 (es decir, las partículas de microturbulencias 79 están se compactan en la región de salida 93 con lo que la separación entre las partículas ce microturbulencia en la región de entrada 85 es mayor). La densidad de distribución de partículas se caracteriza también por la formación de partículas, o las dimensiones de aglomeración, o la dimensión, o una combinación de los mismos y la creación de área superficial humedecida/turbulencia de flujo. using the joining means. In the illustrated embodiment, the distribution of microtubulence particles is concentrated in the inlet region 85 and the outlet region 93. The intermediate region 87 remains smooth. In the illustrated embodiment, the microturbulence particle dimension 79 in the inlet region 85 is larger than the particle dimension in the outlet region 93. The particle distribution density in the outlet region 93 is greater than the density of distribution in the input region 85 (ie, the microturbulence particles 79 are compacted in the output region 93 whereby the separation between the microturbulence particles in the input region 85 is greater). The particle distribution density is also characterized by particle formation, or agglomeration dimensions, or dimension, or a combination thereof and the creation of moistened surface area / flow turbulence.

Con referencia a la figura 9, se ilustra el sistema de mejora de la transferencia de calor 44 de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención. En la realización ilustrada, la placa de transferencia de calor 83 incluye una superficie superior 95, una región intermedia 97, y una región inferior 99. El sistema 44 incluye la pluralidad de partículas de microturbulencias 79 unidas a un lado o ambos lados de la placa de transferencia de calor 83 usando el medio de unión. En la realización ilustrada, la distribución de partículas de microturbulencias se concentra en la región superior 85 y la región inferior 99. La región intermedia 97 se mantiene lisa. En la realización ilustrada, la dimensión de partículas de microturbulencias 79 en la región de entrada 85 es mayor que la dimensión de partículas en la región de salida 93. Cabe señalar que en la realización ilustrada y las realizaciones anteriores, aunque se ilustra la placa de transferencia de calor en forma plana 83, el sistema 44 es también adecuado para otras superficies que incluyen intersecciones tridimensionales, curvas, cóncavas, convexas, curvadas múltiples, o una combinación de las mismas. Cabe señalar que las realizaciones descritas anteriormente se pueden seleccionar en función del tipo de dispositivo de transferencia de calor utilizado y también la distribución termodinámica. With reference to Figure 9, the heat transfer improvement system 44 according to an exemplary embodiment of the present invention is illustrated. In the illustrated embodiment, the heat transfer plate 83 includes an upper surface 95, an intermediate region 97, and a lower region 99. System 44 includes the plurality of microturbulence particles 79 attached to one side or both sides of the plate heat transfer 83 using the joining means. In the illustrated embodiment, the distribution of microturbulence particles is concentrated in the upper region 85 and the lower region 99. The intermediate region 97 remains smooth. In the illustrated embodiment, the microturbulence particle dimension 79 in the inlet region 85 is larger than the particle dimension in the outlet region 93. It should be noted that in the illustrated embodiment and the previous embodiments, although the plate is illustrated Flat heat transfer 83, the system 44 is also suitable for other surfaces that include three-dimensional intersections, curves, concave, convex, multiple bends, or a combination thereof. It should be noted that the embodiments described above can be selected based on the type of heat transfer device used and also the thermodynamic distribution.

Con referencia a la figura 10, se ilustra un gráfico que representa la variación de número de Reynolds de chorro fluido (eje x) frente a la mejora de la transferencia de calor (eje y) para hacer incidir el flujo de fluido de tipo incidente de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención. Como es conocido por el experto en la técnica, el número de Reynolds es la relación entre la fuerza inercial y la fuerza viscosa y se utiliza para determinar si un flujo será laminar o turbulento. La mejora de la transferencia de calor es la relación entre el coeficiente de transferencia de calor para una superficie de microturbulencia y el coeficiente de transferencia de calor para una superficie lisa. Referring to Figure 10, a graph depicting the variation of Reynolds number of fluid jet (x axis) versus the improvement of heat transfer (y axis) to influence the flow of incident-type fluid flow is illustrated. according to an exemplary embodiment of the present invention. As is known to one skilled in the art, Reynolds' number is the relationship between inertial force and viscous force and is used to determine whether a flow will be laminar or turbulent. The heat transfer improvement is the ratio between the heat transfer coefficient for a microturbulence surface and the heat transfer coefficient for a smooth surface.

El gráfico ilustrado muestra la variación del número de Reynolds de chorro frente a la mejora de la transferencia de calor para dos paredes de transferencia de calor que tienen diferentes rugosidades superficiales. La curva 84 representa la variación del número de Reynolds de chorro frente a la mejora de la transferencia de calor para una pared de transferencia de calor que tiene una rugosidad superficial media (Ra) igual a 0,00088 cm. La curva 86 representa la variación del número de Reynolds de chorro frente a la mejora de la transferencia de calor de una pared de transferencia de calor que tiene una rugosidad superficial media (Ra) igual a 0,00355 cm. Se puede observar que las tasas de transferencia de calor a través de las paredes de transferencia de calor aumentan con el aumento de la rugosidad superficial media. El gráfico ilustrado es meramente una realización ejemplar y la variación del número de Reynolds de chorro frente a la mejora de la transferencia de calor puede variar en función de la dimensión de partícula, la separación y el patrón aplicados para lograr la mejora térmica deseada. En algunas realizaciones ejemplares, los valores de rugosidad superficial media son típicamente de 7 a 12 veces menores que la dimensión de partícula real para superficies aleatorias, y dependen de la separación de partículas para superficies no aleatorias. The illustrated graph shows the variation of the Reynolds number of jet versus the improvement of heat transfer for two heat transfer walls having different surface roughnesses. Curve 84 represents the variation of the Reynolds number of jet versus the improvement of heat transfer for a heat transfer wall having an average surface roughness (Ra) equal to 0.00088 cm. Curve 86 represents the variation of the Reynolds number of jet versus the improvement of heat transfer of a heat transfer wall having an average surface roughness (Ra) equal to 0.00355 cm. It can be seen that the rates of heat transfer through the heat transfer walls increase with the increase in the average surface roughness. The illustrated graphic is merely an exemplary embodiment and the variation of the Reynolds number of jet versus heat transfer improvement may vary depending on the particle size, separation and pattern applied to achieve the desired thermal improvement. In some exemplary embodiments, the average surface roughness values are typically 7 to 12 times smaller than the actual particle size for random surfaces, and depend on the separation of particles for non-random surfaces.

Con referencia a la figura. 11, se ilustra una técnica ejemplar utilizada para proporcionar un sistema de mejora de la transferencia de calor a un dispositivo de transferencia de calor, por ejemplo un intercambiador de calor, de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención. La técnica ilustrada ejemplar implica la pulverización de un medio de unión a un tubo de transferencia de calor 88 de un intercambiador de calor. El medio de unión puede incluir material epoxídico, o de chapa metálica, o de soldadura blanda, o de soldadura fuerte, o material para soldar, o una combinación de los mismos. Las partículas de microturbulencias 87 se espolvorean sobre el medio de unión aplicado al tubo de transferencia de calor 88. Cabe señalar que también se consideran otras técnicas ejemplares para aplicar partículas de microturbulencias en el medio de unión aplicado al tubo de transferencia de calor 88. Las partículas de microturbulencias 87 están unidas de manera aleatoria o según un patrón predeterminado a la superficie de transferencia de calor del tubo de transferencia de calor 88. La pluralidad de partículas de microturbulencias puede incluir níquel, o cobalto, o, aluminio, o silicio, o hierro, o cobre, o una combinación de los mismos. La dimensión de partícula, la separación y el patrón también se pueden variar para lograr la mejora térmica deseada. En algunas realizaciones ejemplares, el tubo de transferencia de calor 88 se puede girar para aplicar partículas de microturbulencias 87 sobre el medio de unión aplicado al tubo de transferencia de calor 88. En otras realizaciones ejemplares, las partículas de microturbulencias 87 se pueden aplicar desde diferentes ángulos sobre el medio de unión aplicada al tubo de transferencia de calor 88. El tubo de transferencia de calor 88 se pasa entonces a través de un horno 90 para el tratamiento de calentamiento térmico para curar las partículas de microturbulencias 87. With reference to the figure. 11, an exemplary technique used to provide a heat transfer improvement system to a heat transfer device, for example a heat exchanger, is illustrated in accordance with an exemplary embodiment of the present invention. The exemplary illustrated technique involves spraying a means of attachment to a heat transfer tube 88 of a heat exchanger. The joining means may include epoxy material, or sheet metal, or solder, or brazing, or welding material, or a combination thereof. The microturbulence particles 87 are sprinkled on the joining means applied to the heat transfer tube 88. It should be noted that other exemplary techniques for applying microturbulence particles in the joining means applied to the heat transfer tube 88 are also considered. microturbulence particles 87 are randomly bonded or in a predetermined pattern to the heat transfer surface of the heat transfer tube 88. The plurality of microturbulence particles may include nickel, or cobalt, or, aluminum, or silicon, or iron, or copper, or a combination thereof. The particle size, separation and pattern can also be varied to achieve the desired thermal improvement. In some exemplary embodiments, the heat transfer tube 88 can be rotated to apply microturbulence particles 87 on the joining means applied to the heat transfer tube 88. In other exemplary embodiments, the microturbulence particles 87 can be applied from different angles on the joining means applied to the heat transfer tube 88. The heat transfer tube 88 is then passed through an oven 90 for the thermal heating treatment to cure the microturbulence particles 87.

La figura. 12 ilustra un ejemplo de la técnica ejemplar utilizada para proporcionar un sistema de mejora de la transferencia de calor a un dispositivo de transferencia de calor 94, por ejemplo un enfriador intermedio, de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención. La técnica ejemplar implica pulverizar o aplicar un medio de unión 91 tal como una película de material epoxídico de alta conductividad a una superficie de transferencia de calor The figure. 12 illustrates an example of the exemplary technique used to provide a heat transfer improvement system to a heat transfer device 94, for example an intermediate cooler, in accordance with an exemplary embodiment of the present invention. The exemplary technique involves spraying or applying a bonding means 91 such as a film of high conductivity epoxy material to a heat transfer surface

92 de un enfriador intermedio 94. Como se ha descrito en las realizaciones anteriores, una pluralidad de partículas de microturbulencias 96 se pulveriza de manera aleatoria o según un patrón predeterminado sobre el medio de unión aplicado a la superficie de transferencia de calor 92 del enfriador intermedio 94. Las partículas de microturbulencias 96 se pueden entonces por calor para el curado. En algunas otras realizaciones ejemplares, un medio de unión tal como papel de aluminio o papel de soldadura se aplica a la superficie de transferencia de calor 92 del enfriador intermedio. A continuación, la pluralidad de partículas de microturbulencias 96 se pulveriza de manera aleatoria o según un patrón predeterminado sobre la aleación de soldadura fuerte aplicada a la superficie de transferencia de calor 92. La aleación de soldadura fuerte y las partículas son luego tratadas con calor para unir las partículas a la superficie de transferencia de calor 92. En ciertas otras realizaciones ejemplares, un medio de unión tal como una aleación de soldadura fuerte puede recubrir por inmersión la superficie de transferencia de calor 92 del enfriador intermedio 94. A continuación, la pluralidad de partículas de microturbulencias 96 son pulverizadas de manera aleatoria según un patrón predeterminado sobre la aleación para soldadura fuerte aplicada a la superficie de transferencia de calor 92. La aleación de soldadura fuerte y las partículas a continuación tratadas con calor para unir las partículas a la superficie de transferencia de calor 92. 92 of an intermediate cooler 94. As described in the previous embodiments, a plurality of microturbulence particles 96 are sprayed randomly or according to a predetermined pattern on the joining means applied to the heat transfer surface 92 of the intermediate cooler 94. The microturbulence particles 96 can then be heat cured. In some other exemplary embodiments, a joining means such as aluminum foil or welding paper is applied to the heat transfer surface 92 of the intermediate cooler. Next, the plurality of microturbulence particles 96 is sprayed randomly or according to a predetermined pattern on the brazing alloy applied to the heat transfer surface 92. The brazing alloy and the particles are then heat treated. bonding the particles to the heat transfer surface 92. In certain other exemplary embodiments, a bonding means such as a brazing alloy may immersion coat the heat transfer surface 92 of the intermediate cooler 94. Next, the plurality of micro-turbulence particles 96 are randomly sprayed according to a predetermined pattern on the brazing alloy applied to the heat transfer surface 92. The brazing alloy and the heat-treated particles then bond the particles to the surface Heat transfer 92.

En algunas realizaciones ejemplares de la técnica ejemplar, el medio de unión y las partículas de microturbulencias se aplican simultáneamente a la superficie de transferencia de calor 92 y a continuación son tratadas con calor para unir el medio de unión y las partículas a la superficie de transferencia de calor. La aplicación del medio de unión y las partículas de microturbulencias se puede hacer por técnicas tales como pulverización, o recubrimiento con rodillo, o una combinación de las mismas. El patrón del medio de unión en la superficie de transferencia de calor se puede realizar a través de enmascaramiento estampado, o serigrafía, o impresión de bobina, una combinación de las mismas. En algunas realizaciones de modo de ejemplo, las partículas de microturbulencias se diseñan en la superficie de transferencia de calor 92 a través de una pantalla por una técnica de serigrafiado. De manera alternativa o adicional, el medio de unión se aplica a través de la pantalla a la superficie de transferencia de calor. La eliminación de la pantalla da como resultado el patrón predeterminado formado sobre la superficie de transferencia de calor. Se puede definir un patrón de acuerdo con aspectos de la presente invención como una pluralidad de "grupos" de partículas (una o más partículas), en el que los grupos están separados en general entre sí por un espaciado correspondiente a la separación de las aberturas de la pantalla. El exceso de partículas se retira dando como resultado el patrón deseado de las partículas. El medio de unión puede aplicarse utilizando pulverizadores, o cepillos, o rasqueta, o paleta, o como hojas, o una combinación de los mismos. En algunas realizaciones ejemplares, las partículas de microturbulencias también pueden diseñarse en la superficie de transferencia de calor por serigrafía. El medio de unión y las partículas pueden ser curados por tratamiento de calentamiento térmico, o rayos ultravioletas, o activador de pulverización, o una combinación de los mismos. En algunas otras realizaciones ejemplares, una hoja de preturbulencia que tiene partículas de microturbulencias y un medio de unión puede estar unida a la superficie de transferencia de calor. In some exemplary embodiments of the exemplary technique, the bonding medium and microturbulence particles are simultaneously applied to the heat transfer surface 92 and then heat treated to bond the bonding medium and particles to the transfer surface of hot. The application of the joining means and the microturbulence particles can be done by techniques such as spraying, or roller coating, or a combination thereof. The pattern of the joining means on the heat transfer surface can be performed through stamped masking, or screen printing, or coil printing, a combination thereof. In some exemplary embodiments, the microturbulence particles are designed on the heat transfer surface 92 through a screen by a screen printing technique. Alternatively or additionally, the joining means is applied through the screen to the heat transfer surface. Screen removal results in the default pattern formed on the heat transfer surface. A pattern according to aspects of the present invention can be defined as a plurality of "groups" of particles (one or more particles), in which the groups are generally separated from each other by a spacing corresponding to the separation of the openings from the screen. Excess particles are removed resulting in the desired pattern of the particles. The joining means can be applied using sprayers, or brushes, or scraper, or palette, or as sheets, or a combination thereof. In some exemplary embodiments, the microturbulence particles can also be designed on the surface of heat transfer by screen printing. The bonding medium and particles can be cured by heat heating treatment, or ultraviolet rays, or spray activator, or a combination thereof. In some other exemplary embodiments, a preturbulence sheet having microturbulence particles and a bonding means may be attached to the heat transfer surface.

Claims

1. An open-frame vaporizer comprising a heat transfer device, the heat transfer device (18) comprising:

at least one heat transfer wall (46) configured to separate liquid natural gas (19) and seawater (32); a heat transfer improvement system (44) disposed on the at least one heat transfer wall (46), and comprising a plurality of microturbulence particles (48) applied to the at least one transfer wall or portions of the same using a joining means, in which at least some of the microturbulence particles (48) form one or more agglomerations of microturbulence particles (48) in which each of the one or more microturbulence particle agglomerations ( 48) does not allow fluid flow to penetrate inside the agglomeration; wherein the heat transfer improvement system (44) comprises a selected variation of the size of the particles or the density of distribution of the particles or the separation of regions of particles or a combination thereof.

2. The open frame vaporizer of claim 1, wherein the plurality of microturbulence particles

(48) comprises nickel, cobalt, aluminum, silicon or iron, or copper, or alloys thereof, or a combination that includes any of the foregoing.

3. The open frame vaporizer of claim 1, wherein the joining means comprises epoxy material, or sheet metal or soft solder, or brazing material, or welding material, or a combination thereof.

4. The open frame vaporizer of claim 1, wherein the plurality of microturbulence particles

(48)(48): están unidas de manera aleatoria o uniforme a la al menos una pared de transferencia de calor (46) utilizando el medio de unión. they are randomly or uniformly attached to the at least one heat transfer wall (46) using the joining means.

5. The open frame vaporizer of claim 1, wherein the plurality of microturbulence particles

(48)(48): están unidas según un patrón predeterminado a la al menos una pared de transferencia de calor (46), o porciones de la misma, utilizando el medio de unión. they are attached according to a predetermined pattern to the at least one heat transfer wall (46), or portions thereof, using the joining means.

6. The open frame vaporizer (18) of claim 1, wherein the plurality of microturbulence particles (48) are attached to a plurality of fins or projections (66) in the at least one heat transfer wall (46) using the joining means.

7. A method of manufacturing an open-frame vaporizer according to claim 1, comprising a heat transfer device (18), the method comprising:

provide at least one heat transfer wall (46) configured to separate liquid natural gas

(19) and seawater (32); providing a heat transfer improvement system (44) to the at least one heat transfer wall (46), and comprising joining a plurality of microturbulence particles (48) to the at least one transfer wall (46 ) or portions thereof using a joining means, in which at least some of the microturbulence particles (48) form one or more agglomerations of microturbulence particles (48) in which each of the one or more agglomerations of Microturbulence particles (48) do not allow fluid flow to penetrate inside the agglomeration.

8. The method of claim 7, comprising joining the plurality of microturbulence particles (48) according to a predetermined pattern to the at least one heat transfer wall (46), or portions thereof, using the means of Union.

9. The method of claim 7, comprising joining the plurality of microturbulence particles (48) partially to the at least one heat transfer wall (46) using the joining means.