RU166684U1

RU166684U1 - Теплообменная поверхность

Info

Publication number: RU166684U1
Application number: RU2016104967/06U
Authority: RU
Inventors: Владимир Викторович Такмовцев; Андрей Викторович Щукин; Андрей Владиславович Ильинков; Николай Флавиевич Максимов
Priority date: 2016-02-15
Filing date: 2016-02-15
Publication date: 2016-12-10

Abstract

1. Теплообменная поверхность, содержащая расположенные параллельными рядами «безотрывные» выемки, отличающаяся тем, что выемки в плане выполнены диффузорной формы по направлению движения основного потока теплоносителя в виде Т-образной фигуры со скругленными внутренними углами, вершина треугольного продольного участка которой является входной кромкой, а стенка выпуклого поперечного участка - выходной кромкой, донная часть выемок в плоскости их меридионального сечения образована двумя плавно соединяющимися между собой входным и выходным участками, входной участок имеет диффузорную форму, занимает 4/5 длины выемки L до ее максимальной глубины h и соединен скруглением с входной кромкой выемки по ее периметру радиусом R=0,75h, при этом отношение максимальной глубины выемки к гидравлическому диаметру d в плане h/d на этом участке увеличивается от нуля до 0,2; выходной участок конфузорной формы имеет протяженность, равную (1/5) L, соединен скруглением с выходной кромкой выемки по ее периметру радиусом R=h, а величина h/d на этом участке уменьшается от 0,2 до нуля.2. Теплообменная поверхность по п. 1, отличающаяся тем, что на участках исходно гладкой теплообменной поверхности между упомянутыми выемками в смежных рядах выполнены дополнительные «безотрывные» выемки с h/d≤0,2, причем в пределах одной матрицы теплообменной поверхности форма и размеры дополнительных выемок - одинаковы.3. Теплообменная поверхность по п. 2, отличающаяся тем, что дополнительные «безотрывные» выемки выполнены сферическими.4. Теплообменная поверхность по п. 1 или 2, или 3, отличающаяся тем, что на участках исходно гладкой теплообменной поверхности между упомянутыми выемками в смежных рядах выполнены

Description

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, а конкретно - к теплоэнергетическим установкам, используемым для вентиляции и отопления помещений, зданий, сооружений, а также в различных теплообменных аппаратах, промышленных газотурбинных энергоустановках и двигателях.

Известно, что в научной теплотехнической литературе различают «безотрывные» и «отрывные» выемки, используемые для интенсификации теплообмена. Основным отличительным признаком этих двух типов выемок является их относительная глубина h/d, где h - максимальная глубина выемки, d - гидравлический диаметр выемки в плане.

Гидравлический диаметр выемки d=4F/П, где F - площадь выемки в плане, а F - ее периметр.

«Безотрывная» выемка (h/d≤0,1…0,2) содержит в потоке на обтекаемой поверхности продольные микровихри сравнительно небольших размеров. При движении теплоносителя внутри выемки микровихри прилегают к обтекаемой поверхности, как бы повторяя ее профиль и поэтому не создают больших гидравлических потерь.

«Отрывная» выемка (h/d>0,2) создает крупномасштабные вихревые структуры, превосходящие по размерам и мощности микровихревые пристенные структуры, образующиеся в «безотрывных» выемках. При работе «отрывных» выемок увеличивается теплоотдача и растут гидравлические потери.

Известна матрица «безотрывных» сферических выемок (h/d - 0,1…0,2), используемая для интенсификации теплообмена и принятая за прототип. Она исследована в работе: Беленький М.Я., Готовский М.А., Леках Б.М. и др. Экспериментальное исследование тепловых и гидравлических характеристик теплообменных поверхностей, формованных сферическими лунками // Теплофизика высоких температур. 1991, т. 29, №16. С. 1142-1147. Исследованная матрица сферических выемок имела относительную глубину h/d=0,1…0,2.

Подробные исследования единичного элемента этой матрицы - сферической выемки с h/d=0,1…0,2 опубликованы в статье Афанасьева В.Н., Чудновского Я.П. Теплообмен и трение при безотрывном обтекании сферических углублений турбулентным потоком воздуха // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. 1991. - №4. С. 15-25.

Основными недостатками исследованной теплообменной поверхности являются низкая эффективность и недостаточная полноценность использования поверхности выемки сферической формы для интенсификации теплоотдачи внутри полости.

Известно, что выемки на теплообменной поверхности матрицы могут иметь коридорное или шахматное расположение, причем это относится как к безотрывным, так и к отрывным выемкам. Например, в работе: Нагога, Г.П. Эффективные способы охлаждения лопаток высокотемпературных газовых турбин: учебное пособие / Г.П. Нагога. - М.: Изд-во МАИ, 1996. - 100 с. приведены результаты исследования теплоотдачи для матрицы с коридорным или шахматным расположением выемок.

Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в увеличении теплоотдачи около теплообменной поверхности в диффузорных «безотрывных» и «отрывных» выемках различных форм и конструктивных схем компоновки матрицы, обеспечивающих максимальную плотность взаимного расположения выемок, что позволит создать высокоэффективное, компактное теплообменное устройство и эффективную систему охлаждения газотурбинной энергоустановки или двигателя.

Технический результат достигается тем, что теплообменная поверхность, содержащая расположенные параллельными рядами «безотрывные» выемки, новым является то, что выемки в плане выполнены диффузорной формы по направлению движения основного потока теплоносителя в виде Т-образной фигуры со скругленными внутренними углами, вершина треугольного продольного участка которой является входной кромкой, а стенка выпуклого поперечного участка - выходной кромкой, донная часть выемок в плоскости их меридионального сечения образована двумя плавно соединяющимися между собой входным и выходным участками, входной участок имеет диффузорную форму, занимает 4/5 длины выемки L до ее максимальной глубины h и соединен скруглением с входной кромкой выемки по ее периметру радиусом R_вх=0,75h, при этом отношение максимальной глубины выемки к гидравлическому диаметру d в плане h/d на этом участке увеличивается от нуля до 0,2; выходной участок - конфузорной формы, имеет протяженность равную (1/5) L, соединен скруглением с выходной кромкой выемки по ее периметру радиусом R_вых=h, а величина h/d на этом участке уменьшается от 0,2 до нуля.

На участках исходно гладкой теплообменной поверхности между упомянутыми выемками в смежных рядах выполнены дополнительные «безотрывные» выемки с h/d≤0,2, причем в пределах одной матрицы теплообменной поверхности форма и размеры дополнительных выемок - одинаковы.

Дополнительные «безотрывные» выемки выполнены сферическими.

На участках исходно гладкой теплообменной поверхности между упомянутыми выемками в смежных рядах выполнены дополнительные «отрывные» выемки с h/d>0,2, причем в пределах одной матрицы теплообменной поверхности форма и размеры дополнительных выемок одинаковы.

Дополнительные «отрывные» выемки выполнены сферическими или двухполостными с диффузорными полостями с h/d>0,2.

Возможно расположение основных «безотрывных» Т-образных выемок как в коридорном, так и в шахматном порядке. Для коридорного и шахматного расположения «безотрывных» Т-образных выемок на матрице теплообменной поверхности предлагается три конструктивные схемы их компоновки:

схема 1 - на матрице размещены только «безотрывные» Т-образные выемки одинаковой формы в плане;

схема 2 - на участках исходно гладкой теплообменной поверхности матрицы между упомянутыми выемками в смежных рядах выполнены дополнительные «безотрывные» сферические выемки одинакового размера;

схема 3 - в качестве дополнительных выемок используются «отрывные» сферические выемки или «отрывные» двухполостные выемки с диффузорными полостями, выполненные по патенту на изобретение RU 2569540 С1, причем в пределах одной матрицы дополнительные «отрывные» выемки выполняются одного размера.

Предложенная полезная модель представлена на фиг. 1-3 где:

Фиг. 1 - теплообменная поверхность с основными «безотрывными» Т-образными выемками, расположенными параллельными рядами - коридорное расположение; теплообменная поверхность с основными «безотрывными» Т-образными выемками, имеющими коридорное расположение, и дополнительными сферическими «безотрывными» выемками, выполненными в смежных рядах на исходно гладкой поверхности между основными выемками; теплообменная поверхность с основными «безотрывными» Т-образными выемками, имеющими коридорное расположение, и дополнительными «отрывными» двухполостными выемками с диффузорными полостями, выполненными в смежных рядах на исходно гладкой поверхности между основными выемками.

Фиг. 2 - выполненные в масштабе 5:1 в меридиональной плоскости сечения основных «безотрывных» выемок Т-образной формы для всех схем расположения выемок на теплообменной поверхности матрицы, а также сечения в меридиональной плоскости дополнительных «безотрывных» и «отрывных» сферических выемок.

Здесь:

вид а) - продольное сечение А-А основной «безотрывной» Т-образной выемки;

вид б) - поперечное сечение Б-Б основной «безотрывной» Т-образной выемки в зоне ее максимальной глубины h;

вид в) - сечение С-С дополнительной сферической «безотрывной» выемки в зоне ее максимальной глубины h_б/отр;

вид г) - сечение С-С дополнительной сферической «отрывной» выемки в зоне ее максимальной глубины h_отр.

Фиг. 3 - теплообменная поверхность с основными «безотрывными» Т-образными выемками, расположенными в шахматном порядке; теплообменная поверхность с основными «безотрывными» Т-образными выемками, имеющими шахматное расположение, и дополнительными сферическими «безотрывными» выемками, выполненными в смежных рядах на исходно гладкой поверхности между основными выемками; теплообменная поверхность с основными «безотрывными» Т-образными выемками, имеющими шахматное расположение, и дополнительными «отрывными» двухполостными выемками с диффузорными полостями, выполненными в смежных рядах на исходно гладкой поверхности между основными выемками.

На фиг. 1, 3:

вид а) - матрица теплообменной поверхности, выполненная по схеме 1;

вид б) - матрица теплообменной поверхности, выполненная по схеме 2;

вид в) - матрица теплообменной поверхности, выполненная по схеме 3.

Где:

1 - исходно гладкая теплообменная поверхность матрицы;

2 - основные «безотрывные» выемки, имеющие в плане Т-образную форму (фиг. 1, фиг. 3);

3 - дополнительные «безотрывные» или «отрывные» сферические выемки (фиг. 1, б; фиг. 3, б);

4 - дополнительные «отрывные» двухполостные выемки с диффузорными полостями (фиг. 1, в; фиг. 3, в);

5 - входная кромка основной «безотрывной» Т-образной выемки (фиг. 1, а);

6 - выходная кромка основной «безотрывной» Т-образной выемки (фиг. 1, а);

7 - боковые стенки основной «безотрывной» Т-образной выемки (фиг. 1, а);

8 - входная кромка дополнительных «безотрывной» или «отрывной» сферических выемок (фиг. 1, б);

9 - выходная кромка дополнительных «безотрывной» или «отрывной» сферических выемок (фиг. 1, б);

10 - входная кромка дополнительной «отрывной» двухполостной выемки с диффузорными полостями (фиг. 1, в);

11 - выходная кромка дополнительной «отрывной» двухполостной выемки с диффузорными полостями (фиг. 1, в);

12 - боковые стенки дополнительной «отрывной» двухполостной выемки с диффузорными полостями (фиг. 1, в);

13 - продольное внутреннее ребро дополнительной «отрывной» двухполостной выемки с диффузорными полостями (фиг. 1, в).

На всех фигурах стрелкой показано направление движения теплоносителя.

По схеме 1 эффект повышения теплоотдачи около теплообменной поверхности достигается тем, что «безотрывные» Т-образные выемки с h/d≤0,1…0,2 имеют диффузорную форму в направлении основного потока в плане со скругленными по контуру кромками и скругленными вглубь выемок внутренними углами (фиг. 1, а; фиг. 3, а). Для выемок Т-образной формы (см. фиг. 1, а) входной кромкой (5) является вершина треугольного продольного участка, через которой поток входит в выемку (2), а выходной кромкой (6) - стенка выпуклого поперечного участка.

Диффузорная форма «безотрывных» выемок в плане для всех перечисленных схем обеспечивает более высокую степень диффузорности потока, обтекающего внутреннею поверхность выемок, увеличивая при этом интенсивность пристенных микровихрей и их протяженность, а значит, - и теплоотдачу в выемках. Повышение интенсивности пристенных вихрей обусловлено снижением устойчивости потока в диффузорном течении, которое становится более склонным (восприимчивым) к образованию увеличивающих теплоотдачу микроотрывов около обтекаемой поверхности.

Кроме этого, в плоскости меридионального сечения «безотрывных» Т-образных выемок (см. сечение А-А на фиг. 1, а) их донная часть выполнена определенной формы и образована двумя плавно соединяющимися между собой входным и выходным участками (фиг. 2, а). Входной участок имеет диффузорную форму, занимает 4/5 длины выемки L до ее максимальной глубины h и соединен скруглением с входной кромкой выемки по ее периметру радиусом R_вх=0,75h, при этом отношение h/d на этом участке увеличивается от нуля до 0,2. Выходной участок - конфузорной формы, имеет протяженность равную (1/5) L, соединен скруглением с выходной кромкой выемки по ее периметру радиусом R_вых=h, а величина h/d на этом участке уменьшается от 0,2 до нуля.

Такая форма донной части в плоскости меридионального сечения для «безотрывных» Т-образных выемок обеспечивает значительно более протяженный участок поверхности диффузорного типа, чем в сферической «безотрывной» выемке. Это способствует дополнительному увеличению степени диффузорности обтекающего выемку потока, что еще более увеличивает интенсивность пристенных микровихрей, и, как следствие, - теплоотдачу в выемке. При этом, в «безотрывных» Т-образных выемках с целью снижения гидравлического сопротивления используется скругление кромок, как это видно на поперечном сечении выемки Б-Б (фиг. 2, б), где В - ширина выемки.

По схеме 2 на участках исходно гладкой теплообменной поверхности матрицы между упомянутыми основными «безотрывными» выемками Т-образной формы в смежных рядах выполнены дополнительные «безотрывные» сферические выемки одинакового размера с h/d≤0,2 (фиг. 1, б; фиг. 3, б). На фиг. 2, в показано сечение С-С в меридиональной плоскости дополнительной «безотрывной» сферической выемки, где D_б/отр, R_б/отр, h_б/отр - диаметр, радиус и максимальная глубина этой выемки.

Для «безотрывных» сферических выемок (см. фиг. 1, б) входной кромкой (8) является первая по ходу потока половина выемки (3), а выходной кромкой (9) - вторая по ходу потока половина выемки.

В дополнительных «безотрывных» сферических выемках происходят такие же гидродинамические процессы с образованием микровихрей, что и в «безотрывных» выемках, принятых за прототип. Это приводит к повышению теплоотдачи в них до более высокого уровня, чем на исходно гладкой обтекаемой потоком поверхности матрицы.

По схеме 3 на участках исходно гладкой теплообменной поверхности матрицы между упомянутыми основными «безотрывными» Т-образными выемками в смежных рядах выполнены дополнительные «отрывные» выемки. Предлагается две формы дополнительных «отрывных» выемок.

Дополнительные «отрывные» выемки сферической формы располагаются на матрицах аналогично дополнительным «безотрывным» сферическим выемкам, представленным на фиг. 1, 6 и фиг. 3, б. Входные и выходные кромки «отрывных» и «безотрывных» сферических выемок совпадают.

На фиг. 2, г показано сечение С-С в меридиональной плоскости дополнительной «отрывной» сферической выемки, где D_отр, R_отр, h_отр - диаметр, радиус и максимальная глубина этой выемки.

Двухполостные «отрывные» выемки с диффузорными полостями, выполненные по патенту на изобретение RU 2569540 С1, показаны на фиг. 1, в; фиг. 3, в. Для этих выемок (см. фиг. 1, в), имеющих в плане вид выпуклого треугольника, входной кромкой (10) является вершина треугольной части выемки, а выходной кромкой (11) - основание треугольника, разделенное продольным внутренним ребром (13).

В дополнительных «отрывных» выемках (h/d>0,2) происходят более эффективные процессы интенсификации теплоотдачи по сравнению с «безотрывными» выемками. В свою очередь, выбор «отрывных» двухполостных выемок с диффузорными полостями по сравнению со сферическими выемками «отрывного» типа, объясняется их более высокой интенсификацией теплообмена с помощью двух мероприятий: во-первых, путем формирования двух отдельных полостей, разделенных продольным внутренним ребром, с образующимися в них непрерывно функционирующими автономными крупномасштабными вихревыми структурами, и, во-вторых, - путем организации диффузорного характера возвратного течения рабочего тела в каждой из этих полостей относительно основного направления движения потока теплоносителя. Отметим, что все дополнительные «отрывные» выемки в границах одной матрицы имеют одинаковые размеры.

Совместное использование основных «безотрывных» и дополнительных «отрывных» выемок в матрице позволяет получить около теплообменной поверхности более высокую теплоотдачу, по сравнению с использованием матриц только с «безотрывными» выемками различных схем их расположения на теплообменной поверхности. Наибольший эффект интенсификации теплообмена достигается при применении в качестве дополнительных «отрывных» выемок двухполостных выемок с диффузорными полостями. Связано это с тем, что диффузорные эффекты «безотрывных» и дополнительных «отрывных» выемок проявляются при их «зеркальном» (по отношении друг к другу) расположении в матрице (см. фиг. 1, в; фиг. 3, в). В результате такой комбинированной расстановки этих выемок, особенно при их шахматном расположении (см. фиг. 3, в), суммарная плотность расположения выемок на теплообменной поверхности близка к максимальной, что способствует максимальному конвективному теплопереносу в матрице по сравнению с меньшим значением плотности расположения выемок. В качестве дополнительных «отрывных» выемок могут быть использованы и другие формы выемок, например, овальные или v-образные.

По сравнению с основными «безотрывными» Т-образными выемками дополнительные «отрывные» выемки могут иметь большую глубину h, которая, при необходимости, может быть уменьшена за счет снижения их гидравлического диаметра d в плане до требуемого значения, обеспечивающего равенство глубин дополнительных и основных выемок, размещенных на теплообменной поверхности матрицы.

Теплообменная поверхность работает следующим образом.

При подаче воздуха, другого газа или жидкости на теплообменную поверхность матрицы, на которой в коридорном (фиг. 1) или шахматном (фиг. 3) порядке расположены основные «безотрывные» Т-образные выемки, поток движется вдоль нее в направлении, указанном стрелкой, со структурой, определяемой геометрическими и режимными условиями обтекания основных «безотрывных» Т-образных выемок. При обтекании матриц, у которых кроме основных «безотрывных» Т-образных выемок на теплообменной поверхности в смежных рядах выполнены дополнительные «безотрывные» сферические или «отрывные» сферические, или «отрывные» двухполостные выемки с диффузорными полостями, картина течения изменяется, что обусловлено влиянием дополнительных выемок.

По схеме 1 обтекание матрицы с основными «безотрывными» Т-образными выемками (на примере коридорного их расположения) происходит следующим образом. Поток теплоносителя после обтекания исходно гладкой поверхности (1) попадает через входную кромку (5) во внутреннюю полость (см. фиг. 1, а) «безотрывной» Т-образной выемки (2). Благодаря расширяющимся боковым стенкам (7) выемки и углубляющейся ее донной поверхности (сечение А-А на фиг. 2, а), поток приобретает диффузорный характер. Причем, если в «безотрывной» сферической выемке (фиг. 2, в) диффузорная форма канала имеет место лишь в первой по ходу потока половине выемки, то в Т-образной «безотрывной» выемке боковые стенки (7) и профиль донной части в плоскости меридионального сечения обеспечивают диффузорную форму выемки на входном участке значительно большей протяженности - на расстоянии 4/5 ее длины L, отсчитывая от входной кромки (5). Таким образом, интенсификация теплообмена в предлагаемых основных «безотрывных» Т-образных выемках будет происходить на длине (4/5) L (фиг. 2, а). На последующем вдоль потока выходном участке выемки размером (1/5) L конфузорный характер донной части выемки и диффузорный характер ее боковых стенок (7), а также влияние поперечного участка в плане Т-образной выемки, приведет к примерно безградиентному или слабоконфузорному течению, что не ухудшает теплоотдачи, по сравнению с конфузорным течением потока в «безотрывной» сферической выемке.

При шахматном расположении основных «безотрывных» Т-образных выемок происходят аналогичные процессы интенсификации теплообмена, при этом их интенсивность может быть несколько выше за счет большего количества выемок, размещаемых на теплообменной поверхности матрицы, и положительного взаимного влияния друг на друга выемок, расположенных в смежных рядах.

Схема 2 отличается от первой тем, что на теплообменной поверхности матрицы на ее исходно гладких участках между основными «безотрывными» выемками Т-образной формы размещены дополнительные «безотрывные» сферические выемки (фиг. 1, б; фиг. 3, б). При обтекании матрицы теплоносителем в дополнительных «безотрывных» сферических выемках, аналогично «безотрывным» сферическим выемкам по прототипу, образуются микровихри, увеличивающие теплоотдачу в них до более высокого уровня, нежели на обтекаемой исходно гладкой поверхности матрицы. В результате повышается средняя теплоотдача всей матрицы с основными и дополнительными «безотрывными» выемками. Аналогичные физические процессы интенсификации теплоотдачи с использованием дополнительных «безотрывных» сферических выемок происходят как при коридорном, так и при шахматном расположении выемок на теплообменной поверхности матрицы. Из литературы известно, что для традиционных сферических выемок «отрывного» и «безотрывного» типов шахматное их расположение, с точки зрения интенсивности процессов теплообмена, является предпочтительным, по сравнению с коридорным расположением выемок. Физически обоснованно можно полагать, что применительно к предлагаемым схемам выемок эта рекомендация остается в силе.

Схему 3 теплообменной поверхности целесообразно использовать в том случае, когда при ее работе необходимо обеспечить более высокую по сравнению с первыми двумя схемами, степень интенсификации теплообмена. С этой целью на исходно гладких участках матрицы между основными «безотрывными» Т-образными выемками в смежных рядах размещаются дополнительные «отрывные» сферические выемки (вид матриц аналогичен, представленным на фиг. 1, б и фиг. 3, б) или «отрывные» двухполостные выемки с диффузорными полостями, выполненные по патенту на изобретение RU 2569540 С1 (фиг. 1, в; фиг. 3, в). Выбор «отрывных» двухполостных выемок с диффузорными полостями по сравнению со сферическими выемками «отрывного» типа, позволяет обеспечить более высокую интенсификацию теплообмена и, как следствие, повысить эффективность работы теплообменной поверхности. Это объясняется тем, что в «отрывных» двухполостных выемках с диффузорными полостями создаются более благоприятные условия для организации и повышения мощности крупномасштабных вихревых структур, когда обводы выемок фактически эквидистантны внешним линиям тока этих структур.

Как видно из схем теплообменных поверхностей, где используются двухполостные выемки с диффузорными полостями, входными и выходными кромками основных «безотрывных» и дополнительных «отрывных» выемок являются их разные стенки.

Так, для основных «безотрывных» Т-образных выемок, имеющих в плане диффузорную форму, входной кромкой является вершина треугольного продольного участка, через которой поток входит в выемку, а выходной кромкой - стенка выпуклого поперечного участка, через который поток выходит из выемки. При обтекании основных «безотрывных» Т-образных выемок диффузорный характер течения обеспечивается во всей полости выемки.

В дополнительных «отрывных» двухполостных выемках с диффузорными полостями - наоборот: входная кромка - это участок стенки выемки, примыкающий к вершине выпуклого треугольника, а выходная кромка - участок стенки, примыкающий к его основанию, разделенным продольным внутренним ребром.

Связано это с тем, что в основных «безотрывных» Т-образных выемках конвективный перенос теплоты осуществляется между стенкой и безотрывным потоком, совпадающим с направлением движения основного потока теплоносителя, обтекающего теплообменную поверхность. А в «отрывных» двухполостных выемках с диффузорными полостями - наоборот: конвективный теплоперенос осуществляется между стенкой и возвратным течением, противоположным направлению основного потока теплоносителя.

Такое «зеркальное» расположение на теплообменной поверхности матрицы основных «безотрывных» Т-образных и дополнительных «отрывных» двухполостных выемок с диффузорными полостями, связанное с эффективным их функционированием в качестве интенсификаторов теплоотдачи, позволяет весьма удачно заполнить интенсификаторами теплообмена практически всю теплообменную поверхность, тогда как с помощью сферических инетенсификаторов теплообмена обеспечивается меньшая плотность расположения выемок. В нашем же случае плотность расположения интенсификаторов на теплообменной поверхности ограничивается лишь механической прочностью перемычек между выемками и необходимостью обеспечить их скругление. Совместное использование основных «безотрывных» Т-образных и дополнительных «отрывных» двухполостных выемок с диффузорными полостями позволяет создавать максимально возможную плотность расположения выемок в матрице.

Кроме этого, в предлагаемых схемах основные «безотрывные» Т-образные и дополнительные «отрывные» выемки должны иметь одинаковые абсолютные значения максимальных глубин выемок (h_БВ=h_ДВДП). Данное требование объясняется необходимостью обеспечения равнопрочности стенок теплообменной поверхности, снижением термических напряжений в ней и более высокой технологичностью.

В этом случае абсолютные значения максимальных глубин выемок вычисляются по формуле:

h_ДВДП=h_БВ=d_ДВДП(h/d)_ДВДП=d_БВ(h/d)_БВ,

где h_БВ, d_БВ - глубина и гидравлический диаметр в плане основной «безотрывной» Т-образной выемки соответственно; h_ДВДП, d_ДВДП - глубина и гидравлический диаметр в плане «отрывной» двухполостной выемки с диффузорными полостями соответственно.

Основные «безотрывные» Т-образные выемки всегда будут иметь более обширные площади в плане, нежели дополнительные «отрывные» двухполостные выемки с диффузорными полостями.

Claims

1. Теплообменная поверхность, содержащая расположенные параллельными рядами «безотрывные» выемки, отличающаяся тем, что выемки в плане выполнены диффузорной формы по направлению движения основного потока теплоносителя в виде Т-образной фигуры со скругленными внутренними углами, вершина треугольного продольного участка которой является входной кромкой, а стенка выпуклого поперечного участка - выходной кромкой, донная часть выемок в плоскости их меридионального сечения образована двумя плавно соединяющимися между собой входным и выходным участками, входной участок имеет диффузорную форму, занимает 4/5 длины выемки L до ее максимальной глубины h и соединен скруглением с входной кромкой выемки по ее периметру радиусом R_вх=0,75h, при этом отношение максимальной глубины выемки к гидравлическому диаметру d в плане h/d на этом участке увеличивается от нуля до 0,2; выходной участок конфузорной формы имеет протяженность, равную (1/5) L, соединен скруглением с выходной кромкой выемки по ее периметру радиусом R_вых=h, а величина h/d на этом участке уменьшается от 0,2 до нуля.

2. Теплообменная поверхность по п. 1, отличающаяся тем, что на участках исходно гладкой теплообменной поверхности между упомянутыми выемками в смежных рядах выполнены дополнительные «безотрывные» выемки с h/d≤0,2, причем в пределах одной матрицы теплообменной поверхности форма и размеры дополнительных выемок - одинаковы.

3. Теплообменная поверхность по п. 2, отличающаяся тем, что дополнительные «безотрывные» выемки выполнены сферическими.

4. Теплообменная поверхность по п. 1 или 2, или 3, отличающаяся тем, что на участках исходно гладкой теплообменной поверхности между упомянутыми выемками в смежных рядах выполнены дополнительные «отрывные» выемки с h/d>0,2, причем в пределах одной матрицы теплообменной поверхности форма и размеры дополнительных выемок одинаковы.

5. Теплообменная поверхность по п. 4, отличающаяся тем, что дополнительные «отрывные» выемки выполнены сферическими или двухполостными с диффузорными полостями с h/d>0,2.