RU119451U1 - HEAT EXCHANGE ELEMENT - Google Patents
HEAT EXCHANGE ELEMENT Download PDFInfo
- Publication number
- RU119451U1 RU119451U1 RU2012107373/06U RU2012107373U RU119451U1 RU 119451 U1 RU119451 U1 RU 119451U1 RU 2012107373/06 U RU2012107373/06 U RU 2012107373/06U RU 2012107373 U RU2012107373 U RU 2012107373U RU 119451 U1 RU119451 U1 RU 119451U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- heat exchange
- exchange element
- spring
- protrusions
- Prior art date
Links
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 7
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 206010039509 Scab Diseases 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к теплообменным аппаратам и может быть использована в энергетике, ЖКХ и смежных с ними отраслях промышленности.The utility model relates to heat exchangers and can be used in energy, utilities and related industries.
Задачей полезной модели является достижение высокой теплоэнергетической эффективности в пружинно-витом канале.The objective of the utility model is to achieve high heat energy efficiency in a spring-twisted channel.
Отличительным признаком предлагаемого теплообменного элемента от указанного прототипа является наличие выступов в виде дискретного ряда элементов с волнообразной поверхностью и лысок, образованных с заданным шагом путем механической обработки теплообменной поверхности.A distinctive feature of the proposed heat exchange element from the specified prototype is the presence of protrusions in the form of a discrete series of elements with a wavy surface and flats formed with a given step by machining the heat exchange surface.
Предлагаемый теплообменный элемент позволит интенсифицировать процесс теплообмена и уменьшить вес и габариты теплообменников при одинаковой затрате энергии на прокачку жидкости при неизмененном количестве передаваемого тепла. The proposed heat exchange element will allow to intensify the heat transfer process and reduce the weight and dimensions of the heat exchangers with the same energy consumption for pumping the liquid with an unchanged amount of heat transferred.
Description
Полезная модель относится к теплообменным аппаратам и может быть использована в энергетике, ЖКХ и смежных с ними отраслях промышленности.The utility model relates to heat exchangers and can be used in energy, utilities and related industries.
Известен теплообменный аппарат с теплообменным элементом из гладких труб с интенсификаторами в виде непрерывных пружинных вставок из проволоки, установленных в проточной части канала (см. Н.А.Войнов, М.А.Николаев «Пленочные трубчатые газожидкостные реакторы» - Казань, Отечество, 2008 г. - 43 с.)Known heat exchanger with a heat exchanger element from smooth pipes with intensifiers in the form of continuous spring inserts made of wire installed in the flow part of the channel (see N.A. Voinov, M.A. Nikolayev "Film tubular gas-liquid reactors" - Kazan, Fatherland, 2008 g. - 43 p.)
В известных теплообменных аппаратах при нарушении плотного контакта интенсификатора с внутренней поверхностью трубы существенно падает тепловой эффект проволочной спирали.In known heat exchangers, in case of violation of the tight contact of the intensifier with the inner surface of the pipe, the thermal effect of the wire spiral substantially decreases.
Наиболее близким к предполагаемому техническому решению является теплообменный элемент в виде трубы, выполненной из проволоки в виде тугой пружины, витки которой жестко скреплены (см. Патент на полезную модель №62694, опубликованный 27.04.07 - бюл. №12 - прототип).Closest to the proposed technical solution is a heat-exchange element in the form of a pipe made of wire in the form of a tight spring, the turns of which are rigidly fastened (see Utility Model Patent No. 62694, published April 27, 07 - Bulletin No. 12 - prototype).
Недостатком прототипа является низкая эффективность теплообмена из-за малых относительных шагов расположения выступов элементов навивки вдоль проточной части пружинно-витого канала (относительный шаг расположения выступов t0=S/h, где S - шаг расположения выступов навивки, h - высота выступа).The disadvantage of the prototype is the low heat transfer efficiency due to the small relative steps of the location of the protrusions of the winding elements along the flow part of the spring-twisted channel (the relative step of the location of the protrusions t 0 = S / h, where S is the pitch of the protrusions of the winding, h is the height of the protrusion).
Задачей полезной модели является достижение высокой теплоэнергетической эффективности в пружинно-витом канале.The objective of the utility model is to achieve high heat energy efficiency in a spring-twisted channel.
Результат достигается тем, что в теплообменном элементе, представляющем собой пружинно-витую трубу, выполненную из проволоки в виде тугой пружины, витки которой жестко скреплены, согласно полезной модели теплообменная поверхность проточной части трубы путем механической обработки выполнена в виде чередующихся с заданным шагом выступов и лысок.The result is achieved in that in the heat exchange element, which is a spring-twisted pipe made of wire in the form of a taut spring, the turns of which are rigidly fastened, according to a utility model, the heat-exchange surface of the pipe duct part by machining is made in the form of protrusions and flats alternating with a given step .
Отличительным признаком предлагаемого теплообменного элемента от указанного прототипа является наличие выступов в виде элементов навивки пружинно-витого канала и лысок, образованных с заданным шагом путем механической обработки теплообменной поверхности.A distinctive feature of the proposed heat exchange element from the specified prototype is the presence of protrusions in the form of winding elements of a spring-twisted channel and flats formed with a given step by machining the heat exchange surface.
При таком исполнении существенно снижается эффект загромождения (ε=h/D, где h - высота выступа, D - внутренний диаметр канала), заключающейся в снижении гидравлического сопротивления при течении жидкости в проточной части канала.With this design, the clutter effect is significantly reduced (ε = h / D, where h is the height of the protrusion, D is the inner diameter of the channel), which consists in reducing the hydraulic resistance during the flow of fluid in the channel’s flow part.
На фиг.1 изображен фрагмент пружинно-витого канала.Figure 1 shows a fragment of a spring-twisted channel.
Теплообменный элемент выполнен путем навивки проволоки на подложку с последующей лазерной сваркой витков. Путем механической обработки теплообменной поверхности проточной части пружинно-витой трубы выполнены выступы 1, в виде элементов навивки пружинно-витого канала, и лыски 2, чередующиеся с заданным шагом S.The heat exchange element is made by winding the wire onto a substrate, followed by laser welding of coils. By machining the heat exchange surface of the flow part of the spring-twisted pipe, protrusions 1 are made in the form of winding elements of the spring-twisted channel and flats 2, alternating with a given step S.
После подачи рабочей среды в проточную часть теплообменного элемента при турбулентном режиме течения, за счет периодического расположения выступов 1, позволяющих формировать сложную трехмерную структуру потока, жидкость закручивается у стенки теплообменного элемента, образуя турбулентные вихри, вызывающие периодическое обновление пограничного слоя у поверхности выступов 1. Зона лысок 2 позволяет формировать отрывные течения потока, зоны присоединения и развития пограничного слоя у стенки проточной части трубы теплообменного элемента.After supplying the working medium to the flow part of the heat-exchange element under the turbulent flow regime, due to the periodic arrangement of the protrusions 1, which allow to form a complex three-dimensional flow structure, the fluid swirls near the wall of the heat-exchange element, forming turbulent vortices, causing periodic updating of the boundary layer at the surface of the protrusions 1. Zone Scab 2 allows the formation of separated flow flows, zones of attachment and development of the boundary layer at the wall of the flowing part of the pipe of the heat exchange element a.
Сочетание зон выступов 1 и лысок 2 в проточной части трубы с заданным шагом расположения, вдоль всей проточной части теплообменного элемента, дает закрутку потока, что способствует выравниванию поля температур в проточной части трубы, а периодическая их компоновка с относительным шагом t0, выраженным отношением шага расположения выступов к высоте выступа равным 7-12The combination of the zones of the protrusions 1 and flats 2 in the flow part of the pipe with a given location step along the entire flow part of the heat exchange element gives a swirl of the flow, which helps to equalize the temperature field in the flow part of the pipe, and their periodic layout with a relative step t 0 , expressed by the ratio of the step the location of the protrusions to the height of the protrusion equal to 7-12
t0=S/h≈7…12,t 0 = S / h≈7 ... 12,
обеспечивает высокую теплоэнергетическую эффективность.provides high heat power efficiency.
Способ непрерывной навивки пружинно-витых труб и лазерная сварка могут быть легко совмещены с нанесением на элементы проволоки лысок, например, путем одновременного шлифования или фрезерования боковой поверхности проволоки на стадии подачи на оборудование для навивки пружины.The method of continuous winding of spring-coiled pipes and laser welding can be easily combined with applying flats to the wire elements, for example, by grinding or milling the side surface of the wire at the stage of feeding the equipment for winding the spring.
Предлагаемый теплообменный элемент позволит интенсифицировать процесс теплообмена и уменьшить вес и габариты теплообменников при одинаковой затрате энергии на прокачку жидкости при неизмененном количестве передаваемого тепла.The proposed heat exchange element will allow to intensify the heat transfer process and reduce the weight and dimensions of the heat exchangers with the same energy consumption for pumping the liquid with an unchanged amount of heat transferred.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012107373/06U RU119451U1 (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | HEAT EXCHANGE ELEMENT |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012107373/06U RU119451U1 (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | HEAT EXCHANGE ELEMENT |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU119451U1 true RU119451U1 (en) | 2012-08-20 |
Family
ID=46937104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012107373/06U RU119451U1 (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | HEAT EXCHANGE ELEMENT |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU119451U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU194880U1 (en) * | 2019-05-14 | 2019-12-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) | HEAT EXCHANGE ELEMENT |
-
2012
- 2012-02-28 RU RU2012107373/06U patent/RU119451U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU194880U1 (en) * | 2019-05-14 | 2019-12-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) | HEAT EXCHANGE ELEMENT |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Murugesan et al. | Turbulent heat transfer and pressure drop in tube fitted with square-cut twisted tape | |
| Lei et al. | Improving the thermal hydraulic performance of a circular tube by using punched delta-winglet vortex generators | |
| Wijayanta et al. | Heat transfer enhancement of internal flow by inserting punched delta winglet vortex generators with various attack angles | |
| García et al. | The role of insert devices on enhancing heat transfer in a flat-plate solar water collector | |
| Ji et al. | Summary and evaluation on single-phase heat transfer enhancement techniques of liquid laminar and turbulent pipe flow | |
| Zheng et al. | Analysis of thermal efficiency of a corrugated double-tube heat exchanger with nanofluids | |
| Hansjosten et al. | Custom-designed 3D-printed metallic fluid guiding elements for enhanced heat transfer at low pressure drop | |
| Liu et al. | Analysis on flow and heat transfer characteristics of EGR helical baffled cooler with spiral corrugated tubes | |
| Jafar et al. | Thermal performance of solar parabolic trough collector using nanofluids and the absorber with nail twisted tapes inserts | |
| Anbu et al. | Convective heat transfer studies on helically corrugated tubes with spiraled rod inserts using TiO 2/DI water nanofluids | |
| CN103575132A (en) | Efficient heat exchange tube fin for filler coupling coil evaporative condenser | |
| Abdi et al. | A Comprehensive Numerical Study on Nanofluid Flow and Heat Transfer of Helical, Spiral and Straight Tubes with Different Cross Sections. | |
| RU155676U1 (en) | SILVER HEAT EXCHANGER | |
| Khashaei et al. | Experimental investigation on the heat transfer augmentation and friction factor inside tube enhanced with deep dimples | |
| Alfellag et al. | The hydrothermal performance enhancement techniques of corrugated channels: a review | |
| RU119451U1 (en) | HEAT EXCHANGE ELEMENT | |
| Shchelchkov | Thermohydraulic characteristics of discretely rough tubes for the transitional flow regime | |
| Du et al. | Thermal performance analysis of triple casing latent heat system based on sinusoidal function type corrugation | |
| CN103388907A (en) | Water tank and heat pump water heater and solar water heater with same | |
| Popov et al. | Thermal and hydraulic characteristics of discretely rough tubes at transient flow regimes | |
| RU161177U1 (en) | SILVER HEAT EXCHANGER | |
| CN202229631U (en) | Heat exchanger | |
| CN108131963A (en) | A kind of ellipse cast wrap-round tubular heat exchanger | |
| Liu et al. | Natural convection and entropy generation of Fe3O4-H2O nanofluids in square cavities with cylindrical grooves under magnetic field | |
| CN202452737U (en) | Solar heat exchanger |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140301 |