PL42686B1 - - Google Patents

Description

Proponowana jajl stosowanie zlobków lub row¬ ków na. powierzchnie W3;mienników CM*plny;ch dla dwódh cieczy, np; na powierzchni zewnetrz¬ nej, rury,, psaez .która iprzeplywa wewnatrz ciecz i która z zewnatrz oplywana jest przez druga ciecz, posiadajace glebokosc od jednego do kilku milimetrów i które powoduja zwiekszenie po¬ wierzchni wymiany ciepla oraz polepszenie prze¬ noszenia ciepla. 2Jbbki te rozmieszcza sie zgod¬ nie z ikierunikiem przeplywu cieczy zewnetrznej.Z< dsogicj straony znane jest- stogowatiie wy- imeffiników Euwowych. o- l&zyzujaeyeh sie kie- punkaah ruatnu d&&óeh ciecay, wymieniajacych ciaplo miedzy aoba^ rur o- przekroju nieteolowym, leaz o' przekroju sgeeja4daig uksztaltowanym w postaci 3oeaewkiv a pcMwierzchaiiach bocznych wygi^ych w rózny sposób- np. tato*, ze- w praej- soiach. miedzy saerega«ii; rur* do* pczeplywu eie- czy zewnetrznej, powstaja zmiany ssyfafeesei ru*- cha i zmiany pj--zekroju^ dagajce- w wyniku- po- lepszenie wymiany cieplnej.Wynalazca stwierdzil*, ze zaopatrujac tak uksztaltowane rury w zlobki lub rowki na p&- wierzchni zewnetrznej, roamieszczone jednak nie w kierunku przeplywu cieczy zewnetrznej, Tecz w kierunku prostopadlym dfo kierunku przeply¬ wu tej cieczy, uzyskuje sie polepszenie przeno¬ szenia ciepfa i wieksza sprawnosc wymiennika, szczególnie w przypadku gdy róznica temperatur obydwóch cieczy wymieniajacych miedzy soba cieplo jest nieduza. Ciecz krazaca zewmafrz, w przejsciach miedzy rurami o 'przekroju iksztaT- towym, zostaje w wyniku, poddana zmianom cisnienia, które pawoduja skierowanie strumie¬ nia cieczy na ipowierzclmie zewnetrzna, rur Ksztaltowych i jesli powierzchnaa ta posiada zlobki rozmieszczone poprzecznie do kierunku przeplywu cieczy, w gl^bi tych zlobków powstaja nieduze wiry, które zmieniaja, przeplyw larni*- namny strumieni cieczy znajdujacych sie w stycz¬ nosci z. (powierzchnia, w praeplyw Poiseuil^a, co zapewnia lepsza wymiane eiep&nai • ^Wynalazek dotyczy wymiennika ciepla, posia¬ dajacego rury o powierzchni ksztaltowej i zlobki w kierunku poprzecznym do kierunku przeply¬ wu cieczy zewnetrznej. Wymalaizek obejmuje równiez sposób wykonania takiej nury, kttóra otrzymuje sie przez odksztalcanie rury o prze¬ kroju kolowym, posiadajacej juz zlobki skiero¬ wane wzdluz jej tworzacych.Z drugiej strony korzystny skutek uzyskany przez zasttosowanie wyzej opisanej rury, moze byc jeszcze polepszony o ile sie nalozy na jej zlobki poprzeczne inne zlobki biegnace zgodnie z kierunkiem przeplywu cieczy zewnetrznej, tak aby powierzchnia rury zostala usiatkowana w kwadraty i zlozona z malych wystepów pryz¬ matycznych, rozmieszczonych w przerwach mie¬ dzy zlobkami i powodujacych powstawanie wi- .rów* niezaleznie od zamian kierunku doplywu cieczy zewnetrznej.Dalsza zaleta rury, której powierzchnia naje¬ zona jesrt (takimi wystepami .pryzmatycznymi jest oprócz tego to, ze -moze ona, posiadajac po- czajtkowo przekrój kolowy, byc nastepnie zmie¬ niona bez uszkodzenia jej, jesli chodzi o ksztalt, np. wygieta lub przekuta. W wyniku nieduze podstawy wystepów pryzmatycznych tworza na zewnetrznej (powierzchni rury powierzchnie oparcia dla narzedzi, matryc lub walków wal¬ cowniczych, które w tym przypadku podczas dzialania nie .powoduja zgniecenia wystepów rury.Nizej podany opis lacznie z rysunkiem wy¬ jasnia tytulem przykladu sposób, w jaki wyna¬ lazek moze byc wykonany.Fig. 1 pokazuje widok perspektywiczny rury o przekroju kolowym, posiadajacej zlobki po¬ dluzne, fig. 2 — widok perspektywiczny podob¬ nej rury uksztaltowanej tak, ze przekrój jej posiada postac soczewki, fiig, 3 — przekrój po¬ przeczny wymiennika ciepla wedlug wynalazku wykonany z zespolu rur wedlug fig. 2, fig. 4 — podobny widok rury jak na fig. 1 z tym, ze jest ona zaopatrzona ponadto w zlobki poprzeczne, fig. 5 — widok perspektywiczny rury ksztaltowej wykonanej z rury przedstawionej na fig. 4, a. fig. 6 — przekrój w wiekszej skali czesci rury o zlobkach falistych zaokraglonych.Na rurze a o przekroju kolowym wykonane zlobki wzdluzne b o glebokosci od jednego do kilku mdlirnetrów o przekroju trapezowym, przy czym wieksza podstawa trapezu znajduje sie po stronie zewnetrznej zlobka. W ten sposób rura posiada wystepy o ksztalcie równiez trapezoidal- nym, których mniejsza podstawa c jest skiero¬ wana na zewnatrz. Rura w postaci splaszczonej przyjmuje ksztalt przedstawiony na fig. 2, a jej przekrój poprzeczny posiada ogólny wyglad so¬ czewki, której jedna strona d jest bardziej wy¬ gieta niz strona przeciwna e.Rury takie sa rozmieszczone w znany sposób, w szachownice, jak przedstawiono na fig. 3 i tworza rurowy wymiennik ciepla, w którym dwie ciecze przeplywaja w kierunkach wzajem¬ nie krzyzujacych sie. Jedna ciecz krazy we¬ wnatrz rur, a diruga na zewnatrz tych rur w kie¬ runku pokazanym np. przez strzalki F.Przejscia pomiedzy rurami sa wykonane tale, ze powoduja, jak uwidoczniono na rysunku, okresowe zmiany szybkosci przeplywu i w tym samym czasie okresowe zmiany przekroju, przy czym po obszarze o mniejszym przekroju H — H nastepuje obszar o przekroju maksymalnym I —I, podczas gdy przed kazdym zwezeniem H — H w przejsciu F powstaje zmiana kierunku przeplywu.Praktyka wykazala, ze takie uksztaltowanie przejsc dla przeplywu cieczy F okazalo sie szcze¬ gólnie korzystne dla wymiany ciepla, zmniej¬ szajac ponadto w bardzo znacznym stopniu stra¬ ty spowodowane przy przeplywie cieczy ze¬ wnetrznej.Obecnosc zlobków b na powierzchni rur wy¬ miennika, [rozmieszczonych poprzecznie do kier runku przeplywu cieczy F, powoduje pod wply¬ wem zmian cisnienia w strumieniach cieczy przeplywajacych w przejsciach, powstawanie wewnatrz zlobków b wirów, które jak to bylo zaznaczone wyzej, polepszaja wymiane ciepla^ Wedlug ulepszonej postaci wykonania wyna¬ lazku (fig. 4) na zlobkach wzdluznych b wyko¬ nano zlobki poprzeczne g w pierwszym rzedzie o przekroju trapezowym, idace poprzecznie do osi rury wzglednie wzdluz linii srubowej dokola rury. W ten sposób powierzchnia rury posiada postac kratkowana, utworzona przez zlobki big, przy czym miedzy zlobkami umieszczone sa male wystepy pryzmatyczne h, których mniejsza pod¬ stawa styka sie z pierwotna powierzchnia ze¬ wnetrzna rury a o przekroju kolowym. Tak jak poprzednio, rura ta moze byc uksztaltowana tak, aby jej przekrój posiadal postac soczewki, jak przedstawiono na fig. 5, a wymiennik moze byc wykonany przy uzyciu takich rur jak sa poka¬ zane na fig. 5. Dzieki temu, niezaleznie od zmian kierunku przeplywu strumieni cieczy F, stru- - 2 -mienie te napotykaja na wystepy pryzmatyczne j wiruja dokola nich, oddzialywajjac korzystnie na przenoszenie ciepla, o czym byla mowa wy¬ zej. Wierzcholki wystepów pryzmatycznych mo¬ ga byc przytepione.Ponadto rura posiadajaca przekrój kolowy lub tez w postaci soczewki, moze byc tak samo latwo wygieta i przekuta, jak i rura o po¬ wierzchni gladkiej, poniewaz w czasie wygina¬ nia dzialanie matryc lub walków wyginajacych ogranicza sie do malych powierzchni h wyste¬ pów pryzmatycznych nie powodujac zniszczenia tych wystepów na powierzchni. Korzysci te zawdziecza sie w pierwszym .rzedzie trapezowe¬ mu przekrojowi zastosowanemu przy wykony¬ waniu zlobków. Zlobki rury moga byc wyko¬ nane tylko na pewnej czesci jej powierzchni.Nalezy zaznaczyc, ze w celu jasniejszego przed¬ stawienia przedmiotu wynalazku, przerwy i gle¬ bokosci zlobków przedstawione na rysunku z pewna przesada. W rzeczywistosci moga one byc bardziej scisniete i mniej glebokie.Przekroje boków zlobka moga byc zamiast scisle trapezoidalnych odpowiednio zaokraglone.Takie zaokraglenia sa pokazane na fig. 6 w prze¬ kroju i w wiekszej sikali. Jeden z boków i zlobka jest 'bardziej stromy niz drugi bok Je tak, ze w calosci przekroje scianek odtwarzaja w mniej¬ szej sikali przekrój przejsc miedzy rurami wy¬ miennika wedlug fig, 3.Przewidziana jest równiez mozliwosc wyko¬ nania rury przez spawanie w sposób nastepu¬ jacy. Na pasie zelaza lub na plaskiej plycie stalowej wytlacza sie zamierzone rowki lub zlobki w jednym kierunku lub w dwóch kie¬ runkach wzajemnie prostopadlych lub skosnych, po czym pas zelaza zwija sie w cylinder o do¬ wolnym pozadanym przekroju, a konce jego zo¬ staja nastepnie zespawane w pierwszym rzedzie wzdluz tworzacej cylindra, która przechodzi przez wierzcholki wystepów rury.Wynalazek moze byc zastosowany nie tylko w wymiennikach ciepla miedzy dwiema ciecza¬ mi, lecz równiez do pochlaniania ciepla tj. przy cialach wydzielajacych cieplo, spontanicznie, przy których dla pochlaniania tego ciepla zastosowano ciecz, jak np. przy reak¬ torach nuklearnych. Wynalazca zaproponowal juz w tym przypadku nadanie irurom paliwowym ksztalt o przekroju soczewkowym i rozmiesz¬ czenie analogiczne jak przedstawiono na fig, 3.Wynalazek nadaje sie do urzadzen tego irodzaju.Moze on byc zastosowany równiez w tym przy¬ padku, gdy rury paliwowe posiadaja przekirpj równolegloboczny i jezeli sa przewidziane po¬ wierzchnie odchylaljace w przerwach miedzy rurami. \ Jest zrozumiale, ze moga byc dokonane przy wykonywaniu wynalazku drobne zmoainy nie przekraczajace je^o zakresu. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Rury zlobkowane o przekroju ksztaltowym do wymiennika ciepla, których .przekrój ma ksztalt soczewki, znamienne tym, ze posiada¬ ja zlobki luib rowki o glebokosci od jednego do kilku milimetrów, rozmieszczone w kie¬ runku podluznym rury, równolegle do jej osi, a przekrój zlobków posiada ksztalt trapezu, przy czym wieksza podstawa trapezu jet skierowana na zewnatrz rury.

2. Rury zlobkowane do wymiennika ciepla we¬ dlug zastorz. 1, znamienne tym, ze posiadaja zlobki skierowane poprzecznie lub skosnie w stosunku do osi rur tak, iz ich powierzch¬ nie przybieraja postac kratowanych, utwo¬ rzonych przez zlobki dokola nieduzych wy¬ stepów pryzmatycznych, których mniejsza podstawa skierowana jest na zewnatrz.

3. Rury zlobkowane wedlug zalstrz. 1, 2, zna¬ mienne tym, ze stosowane sa w pochlania¬ czach ciepla tj. przy cialach wydzielajacych cieplo takich jak rury paliwowe reaktorów nuklearnych, przy czym ru!0te o przekroju soczewkowym posiadaja zlobki lub rowki 4. Wymiennik ciepla, wykonany z rur zlobko¬ wanych wedlug zastrz. 1, 2, w którym jedna ciecz przeplywa wewnatrz tych rur, a druga ciecz krazy na zewnatrz tych rur prostopadle do ich osi, znamienny tym, ze rury te sa rozmieszczone w kolumnach tak, aby przej¬ scia miedzy kolumnami rur, w których kra¬ zy ciecz zewnetrzna, tworzyly kolejno zmiany kierunku przeplywu. Andre Huet i Zastepca: mgr imz. Adolf Towpik rzecznik patentowyDo opisu patentowego nr 42686 Fi^ffi. T 1662. RSW „Prasa", Kielce. BIBLJOTCKAl Urzedu Patent01 _ _ PL