Opis patentowy opublikowano: 15.05.1982 Int. Cl.2 F28F 9/00 CZYiLLNIA Ur-»du Patentowego Plis. •) §2?:. • «J LUUHIIj Twórca wynalazku: Wiliam Maurice Smali Uprawniony z patentu: Phillips Petroleum Company, Fifth and Keller, Bartlesville, (Stany Zjednoczone Ameryki) Rurkowy wymiennik ciepla z przegrodami pretowymi Przedmiotem' wynaflazku jest rurkowy wymien¬ nik ciepla z przegrodami pretowymi, zwlaszcza podtrzymujacymii wiazke rurek.Wymiana ciepla stanowi wazny element kazde¬ go procesu. Bezposrednie przejscie ciepla z jed¬ nego czynnika do drugiego zachodzi zwykle przy uzyciu wymienników ciepla, posiadajacych rozwia- ' zania konstrukcyjne w wielu odmianach. Przy¬ kladem moga byc wymieininiki rura w rurze, pla- szczowo-rurkowe, plytowe i inne. Stopien rozwoju techniki wymienników ciepla jest bardzo wysoki, ale mozliwe jest dokonywanie dalszych ulepszer takich parametrów jak zmniejszanie spadków ci¬ snienia, zwiekszenie wspólczynnika przenoszenia ciepla, zmniejszenie zawodnosci, a przy wymien¬ nikach zawierajacych wiazke rurek — polepsza¬ nie rodzaju ich podparcia. W wielu przypadkach rurki wyimJienniilka plaszczowo-rurkowego uszka¬ dzaja sie przedwczesnie w wyniku wdlbracji rurek ocierajacych sie o siebie lub o inne elementy takk jak przegrody lub plaszcz.Stad tez wynikala potrzeba ulepszenia rodzaju podpierania rurek.Od wielu lat stosowane byly przegrody plyto¬ we. Stanowily one punkt podparcia dla rurek, przynajmniej do pewnego stopnia. Doibirze zinane sa dwuczesciowe wymienniki ciepla z przegrodami plytowymi i chociaz zostaly one wynalezione sto¬ sunkowo wczesnie, to sa uzywane do dnia dzi¬ siejszego. W wiekszosci wypadków otwory w prze- 20 25 30 grodzie plytowej maja srednice wieksza niz prze¬ chodzace przez nia rurki, co ulatwia konstrukcje, ale za to wystepuje wilbracja rurek, bedaca po¬ wodem ich przedwczesnego uszkodzenia.Znane jest z opisu patentowego Stanów Zjed¬ noczonych Ameryki nr 2018037, rozwiazanie wy¬ miennika ciepla, zawierajacego podparta wiazke rurek, w którym wiazka pretów wprowadzona jest pomiedzy rzedy rurek. W kazda przerwe wchodzi pret przymocowany nastepnie do pier¬ scienia otaczajacego wiazke i tworzacy w ten sposób cieciwe ustawiona w plaszczyznie prosto¬ padlej do podluznej osi rurek, W przekroju po¬ przecznym wiazka uwidoczniona na fig. 2, 3 i 6 posiada pret usytuowany w kazdej linii, stad dwie grupy pretów zapewniaja promieniowe podparcie dla rurek. Pomimo, ze takie rozwiazanie stanowi dobre podparcie dla rurek, to charakteryzuje sie ono wzglednie duzymi spadkami cisnienia, pro¬ wadzacymi do strat energii, która jest dosc zna¬ czna, a tym samym wplywa na ekonomike roz¬ wiazania. W rzeczywistosci, mimo, ze rozwiaza¬ nie to znane jest od trzydziestu lat, to do dzis nie zostalo przyjete przez przemysl.Znane jest równiez rozwiazanie z opisu paten¬ towego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3708142 zapewniajace male spadki cisnienia.Przedstawione rozwiazanie charakteryzuje sie kipszym wspólczynnikieni przenoszenia ciepla i wieksza niezawodnoscia w pracy przy nieznacz- 113 1963 113 196 4 nym tylko wzroscie spadku cisnienia, w porów¬ naniu z poprzednim znanymi rozwiazaniem. Pomi¬ mo mniejszych spadków cisnienia w rozwiazaniu przedstawionym w powyzszym opisie nr 370B142 stanowi ono rozwiazanie kompromisowe pod wzgledem kompleksowym zarówno spadków cis¬ nienia jak i wspólczynników przenoszenia ciepla Wymiennik znany z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 37081142 stanowi ro¬ dzaj wymiennika o przegrodach ze skrzyzowany¬ mi pretami. W tym rozwiazaniu kazda z przegród zaipewnia promieniowe podparcie dla kazdej1 z rur w wiazce, dlatego tez przy odleglosci pomie¬ dzy punktami podparcia wynoszaicej 248,9 mm od¬ leglosc pomiedzy przegrodami wynosila tez 248,9 mm, Wymienniki ciepla sa zwykle projektowane przy zalozeniu duzeij szybkosci przeplywu cieczy przez . wymiennik, co znacznie polepsza wymiane ciepla, czesto powoduje powstawanie jednak w wymien¬ nikach plaszczowoHrurowych wibracji rurek, two¬ rzacych wiazki, o ile nie sa one wlasciwie umo¬ cowane. W wyniku tego jedna lub wiecej rurek peka przedwczesnie, to znaczy wczesniej, niz wy¬ nikaloby to ,z wytrzymalosci materialu stosowa¬ nego do ich budowy i konserwacji wymiennika.Przeplywajacy przez wymiennik ciepla plyn, zwlaszcza w duzej ilosci, czesto powoduje powsta¬ wanie wibracji rurek tworzacych wiazki, o ile nie sa one wlasciwie umocowane.Dwie ze znanych metod zmniejszenia wibracji, to stosowanie plyt przegrodowych, stanowiacych dodatkowa podpore dla rurek tworzacych wiazki i/lub obnizenie predkosci przeplywu plynu wew¬ natrz nurek Stosowanie plyt przegrodowych po¬ woduje znaczny spadek cisnienia na sciance wy¬ miennika, a zmniejszenie szybkosci przeplywu wymaga stosowania wiekszych, a wiec i drozszych wymienników niz w rzeczywistosci potrzebne.Uizywaine .sformlulowania ,jsjpadlki cisnienia" i jstra- ty cisnienia" sa synonimami.Celem rozwiazania wedlug wynalazku jest opra¬ cowanie konstrukcji podparcia wiazki rurek w wymienniku ciepla, zapewniajacego mniejsze spad¬ ki cisnienia i wyzszy wspólczynnik przenoszenia ciepla przez scianke wymieniflika plaszczowo-rur- kowego.Rurkowy wymiennik ciepla wedlug wynalazku z przegrodami pretowymi zawiera przynajmniej jeden zespól przegród zapewniajacy promieniowa podparcie kazdej rurki, które stanowia przynaj¬ mniej dwie przegrody, zawierajace eliptyczny pierscien zewnetrzny, otaczajacy wiazke rurek ustawionych w dowolnej plaszczyznie wzgledem osi podluznej rurek,, a takze pewna ilosc pretów ustawionych we wszystkich odstepach pomiedzj sasiednimi rurkami,, przy czym pierscien zewnet¬ rzny ma w odstejtech pomiedzy sasiednimi rurka¬ mi szereg równoleglych cieciw o wymiarach, za- l&ewniajacych wlasciwe podparcie dla dotykaja¬ cych do nich rur.Wymdemnik wedlug wynalazku ma przegrody oddtiftone od siebie wzdluz osi podluznej rurek c odcinak ^fcjnowiajcy maksymame wychylenie ob¬ ciazonej rury równe polowie odleglosci dzielacej ja od sasedniej rurki.Wymienniik wediijg wynalazku ma kat przegrofdy zewnetrznej srednicy preta arc. tangens zewnetrznej srednicy rurki + zew¬ netrzna srednica preta 10 Wymiennik wedlug wynalazku ma kat przegro¬ dy zawarty pomiedzy 15 a 1®°, korzystnie pomie¬ dzy 20 a 65°.W wymienniku wedlug wynalazku rózne prze¬ grody w poszczególnych przykladach wykonania !6 maja rózne katy pochylenia wzgledem osi podlu¬ znej przegród.'Przedmiot wynalazku przedstawiony jest na ry¬ sunku w przykladzie wykonania, na którym na fig. 1 uwidoczniono plaszczowo-rurkowy wymien- 2o nik ciepla w widoku z przodu, fig. 2 — wymien¬ nik w przekroju £-2 z fig. 1 z uwidocznianym rozwiazaniem przegrody, fig. 3 w przekroju 3-3 z fig. 1 uwidocznione jest rozwiazanie przegrody wykorzystywanej wraz z uwidocznionym rozwia- 25 zaniem przegrody na fig. 2, a na fig. 4 wiazke ru¬ rek w widoku z przodiu, fig. 5 przegrode w prze¬ kroju 5-i5 z fig. 4, fig. 6 — wymiennik w przekro¬ ju 6-6 z fig, 5 z uwidoczniona przegroda, fig. 7 — wykres,, obrazujacy wspólczynnik przenoszenia 30 ciepla, mierzony jako funkcja szybkosci oplywu scianki dla wymiennika ciepla, fig. 8 — wykres obrazujacy spadki cisnienia na sciance, mierzona Jako funkcja szybkosci oplywu scianki dla wy¬ mienników z fig. 7, fig. 9 — wykres ilustrujacy 35 siz-csunek wspólczynnika przenoszenia ciepla do spadku cisnienia na sciance jako funkcje szybkos¬ ci oplywu scianki.Przedstawiony na fig. 1 wymiennik ciepla 10 weoliug wynalazku zawiera dwie .plyty rurkowe 40 17a i 17b i dwie przegrody 12, 14 podtrzymujace rurki 18 tworzace wiazke rurek 20, umieszczona wewnatrz plaszcza 19. Chociaz kazda z przegród 12, 14 pokazana jest jako lezaca w plaszczyznie prostcipadlej do podluznej osi X wiazki rurek 20, 45 stanowi zasadnicze wymaganie dotyczace rozwia¬ zania wedlug wynalazku. Kat utworzony przez plaszczyzne przegrody i plaszczyzne prostopadla do osi podluznej wiazki rurek nazywany jest ka¬ tem (przegrody. Katy przegrody zastosowane w 50 wariancie realizacji z fig. 1 i 4 odpowiadaja 30° i 45°. Wiraz ze wzrostem kata1 przegrody istotnym staje sie utrzymanie wlasciwych odleglosci pomie¬ dzy punktami podparcia dla czesci nur. Na przy¬ klad jak uwidoczniono na fig. 1 odleglosc pomie- 55 dzy punktami podparcia 15 dla rury 18a mierzona jest od plyty rurowej 17a do przegrody 12 i mfc znacznie mniejsza wielkosc nj£ odleglosc pom4§- dzy punktami podparcia 16 dla rury l$b, tafefce mierzonej pomiedzy plyta rurowa 17a a pr^egro- 6I da 12; Poniewaz wzrost kata przegrody nastepuje , przez obrót przegrody 12 w kierunku plyty ruro¬ wej 17b przy utrzymaniu stalej odleglosci 15, to powoduje to wzrost ódle;gtósci 16/óz do osiaginie- cia przez ftia; dlugosci równeji rury 18b, u Przegrody w wymienniku wedlug wynalazku5 113 196 6 maja ksztalt elipsy, a dlugosc osi glównej elipso- ' idalnej przegrody 12 wzrasta wraz z jej obrotem, tak jak to przedstawiono powyzeju W celu zopty¬ malizowania konstrukcja niektórych wymienników ciepla moze byc koniecznym uzycie czesciowe; przegrody stycznej do kazdej z plyt rurowych, co zredukowaloby odleglosc pomiedzy punktami pod¬ parcia 16, Kat przegrody musi byc zawsze wy¬ starczajaco duzy, aby zredukowac spadki cisnienia w powloce wymiennika ciepla, bedacego przed¬ miotem wynalazku w porównaniu do wymienni- ków wykorzystujacych ten sam typ przegród, lecz umieszczonych w plaszczyznach prostopadlych do osi podluznej wiazki rurek. Rozwiazanie wedlug wynalazku wymaga istnienia kata przegrody, da¬ jacego znaczne zmniejszenie spadków cisnienia na sciance w porównaniu do wymienników wy¬ korzystujacych ten sam typ przegród pretowych, lecz majacych kat przegrody -równy 0°.- Spadki cisnienia na sciance wymiennika o okre¬ slonej liczibie przegród pretowych sa sprowadzo¬ ne do minimum dzieki zmniejszeniu oporu sta¬ wianego swobodnemu przeplywowi cieczy przez przegrode. W celu zmniejszenia spadków cisnienia na sciance, czyli innymi slowy w celu zmniejsze¬ nia oporu stawianego swolbodnemu przeplywowi cieczy kat przegrody i odleglosc miedzy przegro¬ dami powinny spelniac nastepujace równanie. zewnetrzna srednica pretów Kat przegrody ^ arc. tangens : : zewn. srednica rury + srednica preta = minimalny kat przegrody (2) Odleglosc przegród ^ srednica weiwn. powloki X tangens kata przegrody nia najczesciej katów 30* d 45°, gdyz mniejisze katy przegród pozwalaja na zmniejszenie odleg¬ losci pomiedzy punktami podparcia rur. Plaszczo¬ wa czesc wymiennika ciepla 10 (fig. 1) zawiera króoiec wlotowy 22 i krociec wylotowy 24 umo- zliwiajaoe doprowadzenie plynu przez wnetrze rure^ 18, a ponadto króciec wlotowy 26 i króciec wylotowy 28 umozliwiajacy doprowadzenie czyn¬ nika wokól rurek 18 przy wykorzystywaniu prze- ciwpradowego kierunku , przeplywu czynników.Rurki 18 wymiennika ciepla 10 maja osie wzdluz¬ ne ulozone na wierzcholkach trójkata równobocz¬ nego (fig. 2 i 3) i stanowia one przynajmniej dwie grupy równoleglych rzedów rurek obróconych wzgledem siebie o 60°.Przegroda 12 na fig. 2 uwidacznia pierwsza gru¬ pe równoleglych rzedów rurek ustawionych rów-" nolegle do pretów 31. Sasiednie rzedy rurek two¬ rza odstepy 34, w które wchodza prety 31. Prze¬ groda 14 na fig. 3 przedstawia druga grupe rów¬ noleglych rzedów rurek ustawionych równolegle. do pretów 32. Sasiednie rzedy rurek tworza od¬ stepy 36, w które wchodza prety 32. Przegrody 12 i 14 stanowia komplet przegród, poniewaz obie sa potrzebne, alby kazda z rur w wiazce byla pod¬ trzymywana promieniowo. Rura podtrzymywana jest promieniowo, jezeli nie moze poruszac sie w zadnym kierunku prostopadlym do podluznej osi rury.Kazda z przedstawionych na fig. 2, 3 zawiera pierscien zewnetrzny 30 otaczajacy rurki 18 w wiazce rurek 20. Prety 31 ustawione sa w odste¬ pach 34 pomiedzy rzedami rurek 18 fig. 2, a prejty 32 ustawione sa w odstepach 36 fig. 3, wspólpra¬ cujac z pierscieniem zewnetrznym 30 i tworzac szereg równoleglych cieciw tego pierscienia^ Zwy¬ kle prety 31 i 32 sa przymocowane do pierscienia zewnetrznego przez przyspawanie lub zacisniecie konców w elementach 40 i 41 dla przegrody 12, a elementów 42 i 43 dla przegrody 14, które po¬ laczone sa za posrednictwem srub 46.v Prety 31 i 32 maja wymiary pozwalajace na podtrzymanie i stykanie ich z 'Ustawionymi w rzedy rurkami 18.W celu zapewnienia podparcia dla wszystkich rui w wiazce, ilosc pretów w kazdej z przegród mu¬ si byc równa calkowitej ilosci pretów, jaka moze byc umieszczona w przerwach pomiedzy równole¬ glymi' rzedami rur w kazdej z przegród stano¬ wiacych komplet przegród.Wymagane jest zastosowanie przynajmniej jed¬ nego kompHetu przegród,, lecz w wiekszosci przy¬ padków stosowany jest wiecej niz jeden komplet wlaczajac w to przegrody czesciowe, co oznacza, ze mozliwe jest uzycie dowolnej ilosci przegród tak dlugo, jak przynajmniej dwie przegrody sa stosowane w celu stworzenia kompletu. Jak stwierdzono poprzednio, uzycie przegTÓd czescio¬ wych moze byc konieczne ze wzgledu na optyma¬ lizacje konstrukcji wymiennika ciepla.Figury 4 do 6 przedstawiaja korzystny wariant realizacji rozwiazania przedmiotu wynalazku, po¬ niewaz rury 50 tworzace wiazke rur.52 majaca plyty rurowe 51a i 51b usytuowane sa na wierz¬ cholkach kwadratów, a uklad taki zapewnia zwy¬ kle wieksza powierzchnie przy danej srednicy Nalezy jednak stwierdzic, ze wyliczona z dru- giego równania odleglosc przegród moze byc zmniejszona,, o ile wymaga tego warunek zabez¬ pieczenia rur przed przedwczesnym zniszczeniem wynikajacym z pojawiajacej sie okresowo wibra¬ cji. Zwykle zabezpieczenie przed wibracja jesl 45 warunkiem decydujacym o odleglosci pomiedzy przegrodami, ale w pewnych szczególnych roz¬ wiazaniach, w których parametrem decydujacym sa spadki cisnienia na sciance, nalezy stosowac odleglosc wyliczona z równania bez wzgledu na wartosc konieczna ze wzgledu na zmniejszenie wibracji. Maksymalny kat przegrody okreslony jest zwykle przez mafesymallma dopuszczalna od¬ leglosc pomiedzy punktami jfodparcia rur i wy¬ magana odleglosc pomiedzy przegrodami. W 55 wiekszosci przypadków kat przegrody zawarty jest w granicach pomiedzy 15 a 80°, jakkolwiek je¬ zeli srednica zewnetrzna pretów jest w przybli¬ zeniu równa polowie srednicy zewnetrznej rur: to granice te wynosza odpowiednio 20 i 65°, 60 Zwykle stosowane sa k%ty przegród 30°, 45° i 60°, zapewniajace latwe* wykonanie wymienni¬ ka i jednoczesnie zadowalajace zmniejszenie spadków cisnienia na sciance i równoczesnie wla-r sciwe podparcie rur. Nalezy oczekiwac stosowa- 65 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 607 113196 8 scianki wymiennika ciepla wedlug wynalazku Na przyklad w rozwiazainiu przedstawionyim na fig. 4—6 zastosowanych jest 61 rur, a w rozwia¬ zaniu z fig. 1—3 tylko 51, przy czym oba warian¬ ty realizacji przedstawione sa w tej samej skalic na rysunku.Rozwiazanie przedstawione na fig. 4—6 zawie¬ ra dwie przegrody 54 i 58 stanowiace komplet przegród zgodny z przedmiotem wynalazku. Prze¬ grody ustawione sa pod katem 45°. Na fig. 5 i 6 przedstawiona jest pierwsza i druga grupa równo¬ leglych rzedów rur stycznych odpowiednio do pretów poziomych 62 i pretów pionowych 64.Prety 62 i 62a umieszczone sa w odstepach 61a pomiedzy równoleglymi rzedami rur tworzac cie¬ ciwy pierscienia zewnetrznego 66. Prety 64 i 64a takze sa ustawione w odstepach 63a tworzac cie¬ ciwy pierscienia zewnetrznego 66. Prety 62, 62a, 64, 64a maja wymiary wystarczajace dla' podtrzy¬ mania dotykajacych do nich rur. Prety w prze¬ grodach uwidocznionych na fig. 4 i 6 utrzymywa¬ ne sa we wlasciwym polozeniu przez elementy dociskajace 70 przymocowane do pierscienia zew¬ netrznego 66 za pomoca sruto 80. W rozwiazaniu przedstawionym na fig. 4^-6 zastosowane sa pier¬ scienie zewnetrzne 66 o ksztalcie prostym porów¬ nujac z pierscieniem 3Q przedstawionym na fig. 1 —3„ majacym wewnetrzne wyciecia zapewniajace podparcie dla czesci rur jakkolwiek pewna trud¬ nosc stanowi tu wykonanie kolowych wyciec., przez które przechodzilyby rury. Przedstawione na fig. 4—6 przegrody 54 i 58 pozbawione sa nie¬ dogodnosci w postaci wyciec dzieki zastosowaniu dwóch dodatkowych pretów podtrzymujacych ru¬ ry podtrzymywane w innym przypadku przez na¬ ciecia w pierscieniu. Dodatkowe prety 62a i 64a przedstawione sa odpowiednio na fig. 5 i 6.Ponadto ten typ rozwiazania zalecany jest ze wzgledu na wyeliminowanie czesci przegród co zmniejsza spadki cisnienia na sciance. Tak wiec rozwiazanie to upraszcza konstrukcje przegrody, a szczególnie pierscienia zewnetrznego 66, pomaga w zabezpieczeniu rur przed'przedwczesnym uszko¬ dzeniem w wyniku tarcia o wzglednie ostre po¬ wierzchnie naciec w pierscieniu zewnetrznym, a ponadto zmniejsza spadki cisnienia na sciance wymiennika.Jak uwidoczniono w przeJdsitawionym powyzej opisie fig. 1^-6 minimalna ilosc przegród, stano¬ wiaca komplet, jest równa dwa i nie zalezy od ukladu rur w wiazce. Uwidocznione w przykla¬ dach wykonania dwa uklady rur nie wykluczaja innych wariantów realizacji rozwiazania wedlug wynalazku. Jednakze bez Wzgledu na uklad rur wymagane jest uzycie przynajmniej dwóch prze¬ gród w celu skonstruowania wymiennika zgod¬ nego z przedmiotem wynalazku.Stwierdzono, ze spadki cisnienia na sciance zlokalizowane sa w wiekszosci w rejonie krócca wlotowego i wylotowego, tak wiec zalecane jesl uzywanie krócców wlotowych,, majacych '"niska turbulencje, i zapewniajacych male spadki cisnie¬ nia. Na przyklad mozna stosowac krócce rozsze¬ rzajace sie, krócce wielootworowe i pierscieniowe zapewniajace niska (turbulencji ; iv male spadki ' cisnienia. Nalezy zauwazyc, ze ciecz przeplywa¬ jaca przez urzadzenia posiada kierunek zasadni¬ czo wzdluz osi podluznej rur i dlatego tez zale¬ cane jest uniemozliwienie przejscia plynu przez kanaly o srednicy wiekszej niz odleglosc miedzy rurami.W tym celu w rozwiazaniu przedstawionym na fig. 1—6 zastosowano pierscienie zewnetrzne unie¬ mozliwiajace przejscie cieczy pomiedzy scianka plaszcza a wiazka rur, stanowiace jednoczesnie podpore dla pretów tworzac w ten sposób prze¬ grode pretowa.Pomimo, ze zwykle przegrody ustawiane sa pod tym samym katem i nachylone sa w tym samym kierunku, tak jak przedstawiono na fig. 1—4, to mozliwe jest wykorzystanie dwóch lub wiecej przegród majacych rózne katy i/liub kierunki na¬ chylenia.W celu zobrazowania efektów uzyskiwanych w rozwiazaniu wedlug wynalazku zbudowano i przebadano wymienniki ciepla plaszczowo-ruro¬ we, bedace przedmiotem wynalazku. Kazdy z wy¬ mienników zawieral 137 rur ze stali weglowej o dlugosci 2^6 mb i srednicy zewnetrznej 12,7 mm usytuowanych na wierzcholkach kwadratu o bo¬ kach 17,,5 mm umieszczonych wewnatrz plaszcza o srednicy wewnetrznej 26fy4 mm. Kazdy wy¬ miennik mial te sama odleglosc pomiedzy pun¬ ktami podparcia wynoszaca 248,9 mm. Obie ciecze stanowila woda przechodzaca z wydajjposcia 52457 kg/godz. Goraca ciecz (wewnatrz przestrzeni plaszczowej) posiadala temperature ok. 73,9°C, a zimna ciecz (w czesci rurowej) posiadala tempe¬ rature zawarta pomiedzy 26,7°C, a 54,4°C, z czeg-c wynika, ze róznica temperato zawsze byla wiek¬ sza niz 6°C, co zapewnialo wlasciwa wymia¬ ne ciepla. Wydajnosc przeplywu cieczy we¬ wnatrz plaszcza W wynosila od 1134 do 9072 kg/lgedz. Fig. 7, 8 i 9 przedstawiaja graficznie wy¬ niki uzyskane podczas testów, w których wspól¬ czynnik przenoszenia ciepla U, spadek cisnienia AP i stosunek U/AP okreslany byl jako funkcja szybkosci przeplywu W.Porównywane byly tnzy typy wymienników cie¬ pla. Pierwszy z nich to wymiennik o dzielonych przegrodach, nazywanych dalej przegrodami "cze¬ sciowymi. Uzywane byly przegrody 50%, co ozna¬ cza, ze obszary otwarte zajmowaly okólo 50% po¬ wierzchni przekroju pomniejszonej o powierzchnie zajmowana przez rurki. Ten typ wymiennika jest czesto uzywany i moze byc uznany za standardo¬ wy w przemysle. Odleglosc pomiedzy punktami podparcia rur wynosila 248^9 mm, co oznacza, ze odleglosc pomiedzy przegrodami wynosila 324;,5 mm.Drugi wymiennik to znany ze stanu techniki.Trzeci wymiennik ciepla stanowi rozwiazanie wedl/ug wynalazku uwidoczniony na fig. 1—3. Od¬ leglosc pomiedzy przegrodami wynosila 124,5 mm. co zapewnialo odleglosc pomiedzy punktami pod¬ parcia rur wynoszaca 24b,9 mm, tak jak w pozo¬ stalych dwóch typach wymiennika. Kat przegrody wynosil 45°, a srednica zewnetrzna pretów 4/763 min.Jaik uwidoczniono na fig. 7 wymiennik ciepla 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 609 113 196 10 bedacy przedmiotem wynalazku wykazuje wiek¬ szy wspólczynnik przenoszenia ciepla niz wymien- -nilk o przegrodach- ze skrzyzowanym/i pretami.Niaijiwiejkszy 'wspólczyinniiik przenoszenia ciejpla wy¬ kazywal wymiennik z przegrodami czesciowymi. 5 jSjpaldiki cisnienia uwidocznione ma (fig.. 8 w wy¬ mienniku,, bedacym przedmiotem wynalazku, by¬ ly minieiisze, niz w wymienniku o (przegrodach ze skrzyzowanymi pretami, a w obu z nich mniejsze niz w wymienniku o przegrodach czesciowych. io Stosunek wspólczynnika przenoszenia ciepla uwidoczniony na fig. 9 do spadków cisnienia dis równych wartosci przeplywu jest wyzszy dla wy¬ miennika stanowiacego rozwiazanie -wedlug wy¬ nalazku, niz dla któregokolwiek z dwu pozosta- 15 lych typów wymiennika. Wykres ten laczacy wy¬ niki uwidocznione na fig. 7 i 8 dostarcza ogólne¬ go spojrzenia na rezultaty osiagane dzieki zasto¬ sowaniu urzadzenia dbjetego wynalazkiem, gdyz zarówno wspólczynnik przenoszenia ciepla, jaik 20 i spadki cisnjemia mierzone byly w tym samym czasie.Wszystkie trzy wykresy, a szczególnie przed¬ stawiony ,n# fig. 9 wyraznie pokazuja bardzo do¬ bre parametry obecnego wymiennika ciepla v, 25 porównaniu ze znanymi rozwiazaniami wymien¬ ników wlaczajac w to i wymiennik z przegroda¬ mi pretowymi, zastrzezenia ptentowe 30 11,: Rurpiwy wymiennik ci€|pla z iprzeigrodamti (pre¬ towymi, zwlaszcza o nachylonych przegrodach pretowych zawierajacych pewna ilosc rurek sta¬ nowiacych wiazke podzielonych na dwie grupy 35 równoleglych rzedów rurek, znamienny tym, ze posiada przynajmniej jeden komplet przegród za¬ pewniajacy promieniowe podparcie kazdej rurki. które stanowia przynajmniej dwie przegrody (12 14) zawierajace eliptyczny pierscien zewnetrznj (30) otaczajacy wiazke rurek ustawionych w do¬ wolnej plaszczyznie wzgledem osi podluznej ru¬ rek (18), a takze pewna ilosc pretów (31, 32) usta¬ wionych we wszystkich odstepach pomiedzy sa¬ siednimi rurkami (18), przy czym pierscien zew¬ netrzny (30) ma w odstepach pomiedzy sasiednim] rurkami (18) szereg równoleglych cieciw o wymia¬ rach zapewniajacych wlasciwe podtparcie dla do¬ tykajacych do nich rur. 2. Rurkowy wymiennik wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze ma przegrody (12, 14) oddalone od siebie wzdluz osi podluznej rurek (18) o od¬ cinek stanowiacy maksymalne wychylenie obcia¬ zonej rury równe polowie odleglosci dzielacej jc od sasiedniej rurki (18). 3. Rurkowy wymiennik wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze ma kat przegrody (12, 14) arc. tg zewnetrzna srednica preta zewnetrz, srednica rurki + zewn. sredn. preta 4. Rurkowy wymienaaik wedlug1- zastrz. 3, zna¬ mienny tym, ze ma kat przegrody (12, 14) zawar¬ ty pomiedzy 16° a 80°, korzystnie zawarty po¬ miedzy 20° a 65°. 5. Rrurkowy wymiennik wedlug zastrz. 4, zna¬ mienny tym, ze przegrody (12, 14) i (54, 58) maja rózne katy pochylenia o-sd podluzneij przegród.O WYWENNK Z PQ$lM0NVMI PRZEGRODAMI PRETOWYMI V Z DZIELONYMI PRZEGRODAMI PLYTOWYMI O O PRZEGRODACH ZE SKRZYZOWANYMI PRETAMI - - - r A <#\ r / Y C , 1 A ^9 T I '1 t /& 1 t 11 \ d \ \ , j 2«©A 3 t 56789105 \5 2 3* 10* w[o,4536 5sfe-l SZYBKOSC PRZEPLYWU CIECZY WEWNATRZ PLASZCZA WYMENNIKA u[5.B7a ^-K ] WSPOLCZYNNK PRZENOSZENIA CIEPLA W FIB.B113 196 O WYMIENNIK Z POCHYLONYMI PRZEGRODAMI PRETOWYMI V WYMIENNIK Z DZIELONYMI PRZEGRODAMI PLYTOWYMI O WYMIENNIK O PRZEGRODACH ZE SKRZYZOWANYMI PRETAMI 1 ' j ' 1 ' M i i ¦ ! ! | ' ! ! i } 10 i- ! ; ! $ c n ' ' / 8 - 1 / r 1 -i 1 _ 1 p2 / fP ¦ li - - " / f- ¦ / i ¦ • fi / V' j -i ! -| l J 1 V : II 1(T 2 6 w 8 1CP 2 Fig. 8 SZYBKOSC PRZEPLYWU CIECZV WEWNATRZ PLASZCZA WYMIENNIKA AP [47.88 Pa J SPADEK CISNIENIA O WYMENMK Z POCHYLONYM PRZEGRODAMI PRETOWYM) V — '• — Z DZIELONYMI PRZEGRODAMI PLYTOWYMI O 0 PRZEGRODACH ZE SKRZYZOWANYMI PfETAMI U 6 8 105 2 w 4 Fig. 9 W [ Q,45lS ^J SZYBKOSC PRZEPLYWU CIEPLA WEWNATRZ PLASZCZA WYMENNIKA -LL [o.mo ^^JFUNKCJA SZYBKOSCI PRZEPLYWU 6 e«K5 PZGraf. Koszalin D-1361 100 A-4 Cena 45 2I PL