RU126812U1

RU126812U1 - HEAT EXCHANGE ELEMENT

Info

Publication number: RU126812U1
Application number: RU2012142635/06U
Authority: RU
Inventors: Алексей Яковлевич Золотоносов; Яков Давидович Золотоносов; Виктор Николаевич Гуков; Нури Мухаметович Шарипов
Priority date: 2012-10-05
Filing date: 2012-10-05
Publication date: 2013-04-10

Abstract

Теплообменный элемент, выполненный в виде чередующихся секций в форме «конфузор-диффузор» по винтовой линии, отличающийся тем, что проточная часть теплообменного элемента выполнена по винтовой линии попеременно правого и левого вращений.A heat exchange element made in the form of alternating sections in the form of "confuser-diffuser" along a helical line, characterized in that the flow part of the heat exchange element is made along a helical line of alternately right and left rotation.

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 типа «труба в трубе», состоящий из теплообменных элементов, образованных двумя гладкими концентрически расположенными трубами (см. А.Г.Касаткин «Основные процессы и аппараты химической технологии» М.: Химия, 1971 - с.348-349).Known heat exchanger type "pipe in pipe", consisting of heat exchange elements formed by two smooth concentrically arranged pipes (see A.G. Kasatkin "Basic processes and apparatuses of chemical technology" M .: Chemistry, 1971 - S. 348-349) .

Известные теплообменные аппараты с гладкими теплообменными элементами весьма громоздки и требуют большого расхода металла на единицу поверхности теплообмена. Для увеличения поверхности теплообмена такие аппараты выполняются из нескольких параллельных секций.Known heat exchangers with smooth heat exchange elements are very bulky and require a large consumption of metal per unit surface heat transfer. To increase the heat transfer surface, such devices are made of several parallel sections.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является теплообменный элемент в виде чередующихся секций в форме «конфузор-диффузор», проточная часть которого выполнена по винтовой линии (см. пат на полезную модель №119452 Бюл. 23 от 20.08.12.)Closest to the proposed technical solution is a heat exchange element in the form of alternating sections in the form of a "confuser-diffuser", the flow part of which is made along a helical line (see US Pat. No. 11,9452 Bull. 23, dated 08.20.12.)

Недостатком этого теплообменного элемента является невысокая эффективность теплообмена из-за недостаточного перемешивания рабочей среды в проточной части конфузорно-диффузорного канала.The disadvantage of this heat-exchange element is the low efficiency of heat transfer due to insufficient mixing of the working medium in the flow part of the confuser-diffuser channel.

Задачей полезной модели является интенсификация процессов теплообмена при использовании элементов «конфузор-диффузор» в кожухотрубчатых теплообменниках гравитационного типа.The objective of the utility model is the intensification of heat transfer processes when using the “confuser-diffuser” elements in shell-and-tube gravity-type heat exchangers.

Технический результат достигается тем, что в теплообменном элементе, выполненном в виде чередующихся секций в форме «конфузор-диффузор», проточная часть теплообменного элемента выполнена по винтовой линии попеременно с правым и левым вращением.The technical result is achieved by the fact that in the heat exchange element made in the form of alternating sections in the form of "confuser-diffuser", the flow part of the heat exchange element is made along a helix alternating with right and left rotation.

На фиг.1 представлен теплообменный элемент. Теплообменный элемент выполнен в виде чередующихся секций в форме «конфузор-диффузор», проточная часть его выполнена по винтовой линии попеременно с правым и левым вращением.1 shows a heat exchange element. The heat exchange element is made in the form of alternating sections in the form of a "confuser-diffuser", its flow part is made along a helix alternating with right and left rotation.

Теплообменный элемент работает следующим образом.The heat exchange element operates as follows.

После подачи теплоагента в проточную часть теплообменного элемента жидкость движется по винтовой линии, например в правом направлении по винтовой линии.After the heat agent is supplied to the flow part of the heat exchange element, the liquid moves along a helical line, for example, in the right direction along a helical line.

Пройдя участок, правого вращения проточной части теплообменного элемента и стабилизируясь в этом движении, жидкость за счет изменения направления винтовой линии теплообменного элемента также изменяет вектор движения, приобретая вращение влево. Многократно изменяя характер движения в конфузорно-диффузорных элементах с изменением направления винтовой линий проточной части теплообменного элемента, жидкость приобретает в своем движении пульсационный характер. Это способствует интенсивному ее перемешиванию в проточной части теплообменного элемента.Having passed the section of the right-hand rotation of the flow part of the heat-exchange element and stabilized in this movement, the liquid also changes the motion vector by changing the direction of the helix of the heat-exchange element, acquiring rotation to the left. By repeatedly changing the nature of the movement in the confuser-diffuser elements with a change in the direction of the helical lines of the flow part of the heat-exchange element, the liquid acquires a pulsating character in its movement. This contributes to intensive mixing in the flow part of the heat exchange element.

За счет вращения среды в проточной части расширяющегося диффузорного участка теплообменного элемента поток турбулизируется, что вызывает рост процесса теплообмена на этом участке. Далее закрученный поток из диффузора поступает в конфузор, выполненный также по винтовой линии правого вращения, где турбулентные возмущения, генерируемые ранее в диффузоре и отрывной зоне на кромке стыка с конфузором, интенсифицируют конвективный перенос тепла. Двигаясь по винтовой линии в проточной части теплообменного элемента нагреваемая среда меняет направление вращения на левое. Слои жидкости в ядре потока перемещаются на периферию к внутренней стенке теплообменного элемента, что вызывает выравнивание поля температур в проточной части теплообменного элемента и способствует быстрому нагреву рабочей среды. Организация такого режима течения позволяет существенно интенсифицировать процесс конвективного переноса тепла в конфузорно-диффузорном канале, выполненном по винтовой линии с попеременно правым и левым вращением, при уверенном гидросопротивлении и сократить длину проточной части теплообменного элемента.Due to the rotation of the medium in the flow part of the expanding diffuser section of the heat exchange element, the flow is turbulized, which causes an increase in the heat transfer process in this section. Then the swirling flow from the diffuser enters the confuser, also made along the helical line of right rotation, where turbulent disturbances generated earlier in the diffuser and in the separation zone at the edge of the junction with the confuser intensify convective heat transfer. Moving along a helix in the flow part of the heat-exchange element, the heated medium changes the direction of rotation to the left. The liquid layers in the core of the flow move to the periphery to the inner wall of the heat exchange element, which causes the temperature field to equalize in the flow part of the heat exchange element and contributes to the rapid heating of the working medium. The organization of such a flow regime allows one to significantly intensify the process of convective heat transfer in the confuser-diffuser channel, made along a helical line with alternately right and left rotation, with reliable hydraulic resistance and to reduce the length of the flow part of the heat exchange element.

Профиль проточной части теплообменного элемента по винтовой линии с попеременно правым и левым вращением, может быть реализован на современном оборудовании ротационной ковкой.The profile of the flow part of the heat exchange element along a helix with alternately right and left rotation can be implemented on modern equipment by rotational forging.

Claims

A heat exchange element made in the form of alternating sections in the form of "confuser-diffuser" along a helical line, characterized in that the flow part of the heat exchange element is made along a helical line of alternately right and left rotation.