RU158070U1 - Скоростной теплообменный аппарат - Google Patents

Abstract

Скоростной теплообменный аппарат, содержащий корпус с патрубками для подачи горячей и отвода нагретой жидкостей, патрубком подачи нагреваемой жидкости, расположенным на боковой поверхности корпуса со стороны патрубка отвода охлажденной жидкости, теплообменные трубки, расположенные в корпусе, оснащенные плавниковыми пластинами, установленными радиально, по обеим сторонам пластин расположны ребра, отличающийся тем, что ребра выполнены-образного сечения и расположены в шахматном порядке относительно оси теплообменной трубки.

Description

Полезная модель относится к области теплотехники, а именно к теплообменному оборудованию, и может использоваться в энергетической, химической, пищевой, жилищно-коммунальной и других отраслях промышленности.

Известен многотрубчатый разборный теплообменник (авторское свидетельство на изобретение №85159), состоящий из элементов с пучками труб, заключенных в кожухи для подогреваемой воды, вводного фланца для подачи теплой воды и выводного фланца для отвода остывшей воды, патрубков для подачи холодной и отвода подогретой воды. Элементы с пучками труб соединены между собой соединительными элементами дугообразной формы, выполненные с таким же расположением, числом и диаметром труб, как и в элементах с пучками труб. Концы труб соединительных и прямолинейных элементов жестко присоединены к фланцам, которые образуют вместе трубные решетки. Фланцевое соединение позволяет выполнять теплообменник разборным многосекционным. Для улучшения циркуляции теплоносителя секции дополнительно оснащены цилиндрами, расположенными перпендикулярно прямолинейным секциям.

Недостатками данного теплообменного аппарата является низкая эффективность теплоотдачи из-за гладкой формы теплообменных трубок, вследствие чего отсутствует вихреобразование потока нагреваемой жидкости.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является кожухотрубчатый теплообменный аппарат (патент на полезную модель RU №149737), содержащий корпус с патрубком для подачи горячей и отвода нагретой жидкостей, патрубком подачи нагреваемой жидкости, расположенном на боковой поверхности корпуса со стороны патрубка отвода охлажденной жидкости, теплообменные трубки, расположенные в корпусе, оснащенные плавниковыми пластинами, установленными радиально. На пластинах расположены ребра криволинейного сечения, повторяющиеся с заданным шагом по длине.

Недостатками данного теплообменного аппарата является низкая эффективность теплоотдачи и высокая металлоемкость за счет наличия большого количества ребер круглого сечения, расположенных по обеим сторонам пластин, повторяющимися с заданным шагом по длине.

Задачей полезной модели является расширение арсенала технических средств. Технический результат заключается в реализации этого назначения за счет возможности сохранения высокой турбулизации потока нагреваемой жидкости на теплообменных поверхностях аппарата.

Технический результат достигается тем, что скоростной теплообменный аппарат содержит корпус с патрубками для подачи горячей и отвода нагретой жидкостей, патрубком подачи нагреваемой жидкости, расположенном на боковой поверхности корпуса со стороны патрубка отвода охлажденной жидкости, теплообменные трубки, расположенные в корпусе, оснащенные плавниковыми пластинами, установленными радиально. По обеим сторонам пластин расположены ребра ω-образного сечения в шахматном порядке относительно оси теплообменной трубки.

Сопоставление предлагаемого технического решения с прототипом показывает, что заявленное решение отличается тем, что ребра на пластинах выполнены ω-образного сечения и расположены в шахматном порядке относительно оси теплообменной трубки. Данное обстоятельство позволяет установить наличие отличительных от прототипа признаков.

Следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию полезной модели «новизна».

Скоростной теплообменный аппарат поясняется графическим материалом. На фиг. 1 изображен продольный разрез скоростного теплообменного аппарата, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - вид. Б на фиг 2-2 (общий вид теплообменной трубки).

Скоростной теплообменный аппарат содержит корпус 1, например, круглого сечения, на противоположных торцевых стенках которого расположены патрубок для подачи горячей жидкости 2 и патрубок для отвода охлажденной жидкости 3. На боковой поверхности корпуса теплообменного аппарата со стороны патрубка отвода охлажденной жидкости расположен патрубок для подачи нагреваемой жидкости 4, а со стороны патрубка подачи горячей жидкости расположен патрубок отвода нагретой жидкости 5, фланцевое соединение 6 расположено на торцах корпуса между патрубками подачи горячей жидкости и отвода нагретой жидкости, а также между патрубками отвода охлажденной жидкости и подачи нагреваемой жидкости. В корпусе теплообменного аппарата находятся поперечные перегородки 7, разделяющие греющий и нагреваемый контуры. Между этими перегородками продольно расположены теплообменные трубки 8 греющего контура, оснащенные с двух сторон плавниковыми пластинами 9. При этом плавниковые пластины каждого ряда теплообменных трубок установлены радиально. На них расположены по обеим сторонам ребра 10 ω-образного сечения в шахматном порядке относительно оси теплообменной трубки повторяющиеся с заданным шагом по длине, который определяется расчетом.

Скоростной теплообменный аппарат работает следующим образом.

В патрубок для подачи горячей воды 2 подается горячая жидкость, например, жидкость из источника тепловой энергии, которая затем поступает в теплообменные трубки 8, нагревая их по всей длине. Проходя по трубкам она нагревает плавниковые пластины 9 которые имеют ребра 10.

Благодаря ребер сложной формы ω-образного сечения позволяет увеличить теплообменную поверхность одного ребра, а также сохранить высокую турбулизации потока нагреваемой жидкости на большей площади (межтрубного пространства) с разрушением пристенного пограничного слоя жидкости при омывании теплообменных поверхностей аппарата. Данное обстоятельство позволяет сократить количество ребер, расположив их в шахматном порядке не снижая эффективности теплоотдачи. Проходя по трубкам, жидкость охлаждается и по окончанию процесса выводится через патрубок для отвода охлажденной жидкости 3.

Одновременно нагреваемая жидкость поступает в корпус теплообменного аппарата 1 через патрубок для подачи нагреваемой жидкости 4, проходя, равномерно распределяет нагреваемую жидкость, в межтрубном пространстве, находящемся между поперечными перегородками 7, омывая в продольном направлении теплообменные трубки 8 с пластинами 9, а также в поперечном направлении - ребра 10, что позволяет повысить турбулизацию на большей площади криволинейной поверхности, а также повысить температуру нагреваемой жидкости. Затем нагретая жидкость отводится через патрубок для отвода нагретой жидкости 5 и подается потребителю тепловой энергии для дальнейшего использования в инженерных системах. Фланцевое соединение 6 позволяет производить разборку (сборку) аппарата, а также соединять несколько секций для увеличения тепловой мощности.

Таким образом, заявленная полезная модель сохраняет высокую турбулизацию потока патока нагреваемой жидкости и обладает высокой эффективностью теплоотдачи. Снижение металлоемкости за счет применения ребер ω-образного сечения и расположения их по обеим сторонам пластин в шахматном порядке относительно оси теплообменной трубки с меньшим их количеством, обеспечит высокую производительность по целевому продукту (нагревание жидкости, например, воды).

Claims (1)

1. Скоростной теплообменный аппарат, содержащий корпус с патрубками для подачи горячей и отвода нагретой жидкостей, патрубком подачи нагреваемой жидкости, расположенным на боковой поверхности корпуса со стороны патрубка отвода охлажденной жидкости, теплообменные трубки, расположенные в корпусе, оснащенные плавниковыми пластинами, установленными радиально, по обеим сторонам пластин расположны ребра, отличающийся тем, что ребра выполнены $$\text{ω}$$

   

   -образного сечения и расположены в шахматном порядке относительно оси теплообменной трубки.

   

Images