RU168320U1 - HEAT EXCHANGER - Google Patents

HEAT EXCHANGER Download PDF

Info

Publication number
RU168320U1
RU168320U1 RU2016122133U RU2016122133U RU168320U1 RU 168320 U1 RU168320 U1 RU 168320U1 RU 2016122133 U RU2016122133 U RU 2016122133U RU 2016122133 U RU2016122133 U RU 2016122133U RU 168320 U1 RU168320 U1 RU 168320U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
heat sink
tube
radiators
heat exchanger
Prior art date
Application number
RU2016122133U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евсей Аврумович Кордит
Петр Евсеевич Кордит
Original Assignee
Евсей Аврумович Кордит
Петр Евсеевич Кордит
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евсей Аврумович Кордит, Петр Евсеевич Кордит filed Critical Евсей Аврумович Кордит
Priority to RU2016122133U priority Critical patent/RU168320U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU168320U1 publication Critical patent/RU168320U1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/14—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области энергетики, конкретно - к теплообменникам.Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является интенсификация теплообмена при сохранении надежности теплового контакта между теплоотводящими радиаторами и трубкой для подачи теплоносителяРешение указанной задачи достигнуто в теплообменнике, содержащем трубку для подачи теплоносителя к теплоотводящей поверхности, внутри которой имеется не менее двух пар ребер жесткости, средства крепления, размещенные на этой трубке с определенным шагом теплоотводящие радиаторы с цилиндрическим основанием, выполненные в виде соединенных радиальными пластинами плоских полуколец, не менее двух пар, с внутренним диаметром, равным внешнему диаметру трубки, прижатых к поверхности трубки упругими скобами, тем. что ребра радиальных пластин расположены под углом к оси трубки для подачи теплоносителя и образуют винтовые поверхности.Угол наклона радиальных пластин может быть выбран в диапазоне от 15° до 45°. Внешний диаметр теплоотводящих радиаторов может быть выбран в диапазоне от 1,5 до 3,5 внешнего диаметра трубки для подачи теплоносителя. Теплоотводящие радиаторы могут быть установлены с равномерным шагом. Шаг установки теплоотводящие радиаторов может быть выбран из диапазона от 1,5 до 2,5 от ширины теплоотводящего радиатора. Теплоотводящие радиаторы могут быть установлены с переменным шагом.На внешней поверхности теплоотводящих радиаторов могут быть выполнены внешние ребра. Внешние ребра могут быть выполнены как продолжение радиальных пластин. Трубка для подачи теплоносителя может быть выполнена из стали. Теплоотводящие радиаторы могутThe utility model relates to the field of energy, specifically to heat exchangers. The technical problem solved by the proposed utility model is the intensification of heat transfer while maintaining the reliability of thermal contact between the heat sinks and the pipe for supplying heat. , inside of which there are at least two pairs of stiffeners, fastening means placed on this tube with a certain step, heat sink radiators with a cylindrical base, made in the form of flat semicircles connected by radial plates, at least two pairs, with an inner diameter equal to the outer diameter of the tube, pressed against the surface of the tube by elastic brackets. that the edges of the radial plates are located at an angle to the axis of the tube for supplying coolant and form helical surfaces. The angle of inclination of the radial plates can be selected in the range from 15 ° to 45 °. The outer diameter of the heat sink radiators can be selected in the range from 1.5 to 3.5 of the outer diameter of the tube for supplying coolant. Heat sinks can be installed in even increments. The step of installing heat sink radiators can be selected from a range from 1.5 to 2.5 of the width of the heat sink. Heat sink radiators can be installed with a variable pitch. External fins can be made on the outer surface of heat sink radiators. External ribs can be made as a continuation of the radial plates. The coolant supply pipe may be made of steel. Heat sinks can

Description

Полезная модель относится к теплообменникам, конкретно к теплообменникам со средствами для увеличения теплообмена, и предназначена для применения в теплообменной аппаратуре транспортных средств.The utility model relates to heat exchangers, specifically to heat exchangers with means for increasing heat transfer, and is intended for use in vehicle heat exchange equipment.

Известен теплообменник типа «труба в трубе» (патент на полезную модель №81301, F28D 1/04), содержащий две трубы, расположенные концентрически с зазором между ними, внутренняя труба снабжена канавками, выполненными на ее наружной поверхности в виде растянутой спирали с углом β по отношению к оси трубы, наружный диаметр внутренней трубы DB выбирают равным 8-26 мм, угол β выбирают равным 10-20°, глубину канавок Н выбирают равной 0,3-1 мм, канавки имеют D-образный профиль, а источник тепла расположен снаружи внешней трубы.Known heat exchanger type "pipe in pipe" (utility model patent No. 81301, F28D 1/04), containing two pipes arranged concentrically with a gap between them, the inner pipe is provided with grooves made on its outer surface in the form of an extended spiral with an angle β with respect to the axis of the pipe, the outer diameter of the inner pipe D B is chosen equal to 8-26 mm, the angle β is chosen equal to 10-20 °, the depth of the grooves N is chosen equal to 0.3-1 mm, the grooves have a D-shaped profile, and the heat source located outside the outer pipe.

Недостатками данной конструкции являются сложность изготовления и недостаточная надежность из-за сложности очистки от отложений, образующихся в процессе эксплуатации, а также малые пределы регулирования расхода теплоносителя в кольцевом канале вследствие образования турбулентных вихрей.The disadvantages of this design are the complexity of manufacture and lack of reliability due to the complexity of cleaning from deposits formed during operation, as well as the small limits of regulation of the flow of coolant in the annular channel due to the formation of turbulent vortices.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является «Теплообменник» (патент на полезную модель №58683, МПК F28F 1/14, опубл. 27.11.2006 г.), содержащий трубку для подачи теплоносителя к теплоотводящей поверхности, внутри которой имеется не менее двух пар ребер жесткости, средства крепления, теплоотводящие радиаторы с цилиндрическим основанием, выполненные в виде соединенных радиальными пластинами плоских полуколец, не менее двух пар, с внутренним диаметром, равным внешнему диаметру трубки, прижатых к поверхности трубки упругими скобами; при этом теплоотводящие радиаторы размещены таким образом, что середина одной пары полуколец проходит через плоскость, в которой размещена одна пара ребер жесткости трубки, причем количество теплоотводящих радиаторов определяется длиной трубки для подачи теплоносителя.The closest technical solution, selected as a prototype, is a “heat exchanger" (utility model patent No. 58683, IPC F28F 1/14, publ. 11/27/2006), containing a tube for supplying a coolant to a heat sink surface, inside which there is no less than two pairs of stiffeners, fasteners, heat sink radiators with a cylindrical base, made in the form of flat semicircles connected by radial plates, at least two pairs, with an inner diameter equal to the outer diameter of the tube, pressed against the surface of the tube prugimi staples; wherein the heat sink radiators are arranged in such a way that the middle of one pair of half rings passes through a plane in which one pair of pipe stiffeners is placed, the number of heat sink radiators being determined by the length of the pipe for supplying the heat carrier.

Недостатком данной конструкции является низкая эффективность теплосъема вследствие ограниченной площади теплоотдающей поверхности радиальных пластин при внешнем обтекании их потоком внешней среды.The disadvantage of this design is the low efficiency of heat removal due to the limited area of the heat-transfer surface of the radial plates during external flow around them with the external environment.

Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является интенсификация теплообмена при сохранении надежности теплового контакта между теплоотводящими радиаторами и трубкой для подачи теплоносителя.The technical problem solved by the proposed utility model is the intensification of heat transfer while maintaining the reliability of thermal contact between the heat sinks and the pipe for supplying the coolant.

Решение указанной задачи достигнуто в теплообменнике, содержащем трубку для подачи теплоносителя к теплоотводящей поверхности, внутри которой имеется не менее двух пар ребер жесткости, средства крепления, размещенные на этой трубке с определенным шагом, теплоотводящие радиаторы с цилиндрическим основанием, выполненные в виде соединенных радиальными пластинами плоских полуколец, не менее двух пар, с внутренним диаметром, равным внешнему диаметру трубки, прижатых к поверхности трубки упругими скобами так. что ребра радиальных пластин расположены под углом к оси трубки для подачи теплоносителя и образуют винтовые поверхности.The solution to this problem was achieved in a heat exchanger containing a tube for supplying a coolant to a heat-removing surface, inside of which there are at least two pairs of stiffeners, fasteners placed on this tube with a certain step, heat-removing radiators with a cylindrical base, made in the form of flat radial plates connected half rings, at least two pairs, with an inner diameter equal to the outer diameter of the tube, pressed against the surface of the tube by elastic brackets as follows. that the ribs of the radial plates are located at an angle to the axis of the tube for supplying coolant and form a helical surface.

Угол наклона радиальных пластин может быть выбран в диапазоне от 15° до 45°. Внешний диаметр теплоотводящих радиаторов может быть выбран в диапазоне от 1,5 до 3,5 внешнего диаметра трубки для подачи теплоносителя. Теплоотводящие радиаторы могут быть установлены с равномерным шагом. Шаг установки теплоотводящих радиаторов может быть выбран из диапазона от 1,5 до 2,5 от ширины теплоотводящего радиатора. Теплоотводящие радиаторы могут быть установлены с переменным шагом.The angle of inclination of the radial plates can be selected in the range from 15 ° to 45 °. The outer diameter of the heat sink radiators can be selected in the range from 1.5 to 3.5 of the outer diameter of the tube for supplying coolant. Heat sinks can be installed in even increments. The step of installing heat sink radiators can be selected from a range from 1.5 to 2.5 of the width of the heat sink. Heat sinks can be installed with variable pitch.

На внешней поверхности теплоотводящих радиаторов могут быть выполнены внешние ребра. Внешние ребра могут быть выполнены как продолжение радиальных пластин. Трубка для подачи теплоносителя может быть выполнена из стали. Теплоотводящие радиаторы могут быть выполнены из материала с высокой удельной теплопроводностью. Теплоотводящие радиаторы могут быть выполнены из алюминиевого сплава.On the outer surface of the heat sink radiators, external fins may be provided. External ribs can be made as a continuation of the radial plates. The coolant supply pipe may be made of steel. Heat sink radiators can be made of a material with high thermal conductivity. Heat sink radiators can be made of aluminum alloy.

Сущность полезной модели поясняется на чертежах фиг. 1…10, где:The essence of the utility model is illustrated in the drawings of FIG. 1 ... 10, where:

- на фиг. 1 приведен теплообменник в сборе,- in FIG. 1 shows the heat exchanger assembly,

- на фиг. 2 приведен вид сбоку,- in FIG. 2 shows a side view,

- на фиг. 3 приведена пара радиаторов,- in FIG. 3 shows a pair of radiators,

- на фиг. 4 приведен внешний вид пары радиаторов,- in FIG. 4 shows the appearance of a pair of radiators,

- на фиг. 5 приведен теплообменник с радиаторами без внешних ребер,- in FIG. 5 shows a heat exchanger with radiators without external fins,

- на фиг. 6 приведен теплообменник с радиаторами, установленными с переменным шагом,- in FIG. 6 shows a heat exchanger with radiators installed with a variable pitch,

- на фиг. 7 приведена схема установки радиальных пластин под углом γ к оси теплообменника.- in FIG. 7 shows a diagram of the installation of radial plates at an angle γ to the axis of the heat exchanger.

- на фиг. 8 приведена расчетная схема для определения зависимости площади радиальных пластин от угла их установки γ,- in FIG. Figure 8 shows a design scheme for determining the dependence of the area of radial plates on the angle of their installation γ,

- на фиг. 9 приведены графики изменения площади теплообмена и аэродинамических потерь в зависимости от угла установки радиальных пластин,- in FIG. 9 shows graphs of changes in the heat transfer area and aerodynamic losses depending on the installation angle of the radial plates,

- на фиг. 10 приведен внешний вид теплообменника.- in FIG. 10 shows the appearance of the heat exchanger.

Предложенный теплообменник (фиг. 1…10) содержит трубку для подачи теплоносителя 1 с внутренними ребрами жесткости 2 (фиг. 2) в количестве не менее двух пар, которые расположены в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях.The proposed heat exchanger (Fig. 1 ... 10) contains a tube for supplying a coolant 1 with internal ribs 2 (Fig. 2) in an amount of at least two pairs, which are located in two mutually perpendicular planes.

На внешней поверхности 3 трубки для подачи теплоносителя 1 установлены попарно с определенным шагом между парами теплоотводящие радиаторы 4 (фиг. 1 и 2).On the outer surface 3 of the tube for supplying the coolant 1 are installed in pairs with a certain step between the pairs of heat sink radiators 4 (Fig. 1 and 2).

Теплообмен между теплоносителем и окружающей средой, происходит через разделяющую их твердую стенку или через поверхность раздела между ними.Heat transfer between the coolant and the environment occurs through a solid wall separating them or through an interface between them.

Теплообмен включает в себя теплоотдачу от более горячего теплоносителя к стенке, теплопроводность в стенке, теплоотдачу от стенки к более холодной внешней среде. Интенсивность передачи теплоты при теплообмене характеризуется коэффициентом теплопередачи k, численно равным количеству теплоты, которое передается через единицу площади поверхности стенки в единице времени при разности температур между теплоносителями в 1 К.Heat transfer includes heat transfer from a hotter heat carrier to the wall, heat conductivity in the wall, heat transfer from the wall to a colder external environment. The heat transfer rate during heat transfer is characterized by a heat transfer coefficient k, numerically equal to the amount of heat that is transmitted through a unit of wall surface area in a unit of time with a temperature difference between heat carriers of 1 K.

Коэффициент k зависит от температурного напора и теплового потока через элемент теплопередающей поверхности раздела:The coefficient k depends on the temperature head and heat flux through the element of the heat transfer interface:

Величина R=1/k называется полным термическим сопротивлением теплообмена. Например, для однослойной стенкиThe value of R = 1 / k is called the total thermal resistance of heat transfer. For example, for a single-layer wall

Figure 00000001
Figure 00000001

где α1 и α2 - коэфф. теплоотдачи от горячей жидкости к поверхности стенки и от поверхности стенки к внешней среде; δ - толщина стенки; λ - коэффициент теплопроводности. В большинстве встречающихся на практике случаев k определяется опытным путем.where α 1 and α 2 - coefficient. heat transfer from hot liquid to the wall surface and from the wall surface to the external environment; δ is the wall thickness; λ is the coefficient of thermal conductivity. In most cases encountered in practice, k is determined empirically.

В нашем случае коэффициент теплоотдачи α1 достаточно велик, так как у жидкостей он обычно на порядок больше, чем у газов (в качестве внешней среды наиболее вероятно будет использоваться воздух).In our case, the heat transfer coefficient α 1 is quite large, since in liquids it is usually an order of magnitude greater than in gases (air will most likely be used as the external medium).

Ограничивать теплопередачу будет коэффициент теплоотдачи α2, поэтому необходимы меры по интенсификации теплоотдачи во внешнюю среду, т.е. применение эффективных теплоотводящих радиаторов 4 (фиг. 1 и 2).The heat transfer coefficient α 2 will limit the heat transfer; therefore, measures are needed to intensify heat transfer to the external environment, i.e. the use of effective heat sink radiators 4 (Fig. 1 and 2).

При расположении теплоотводящих радиаторов 4 без осевого зазора между ними, теплоотдача от трубки для подачи теплоносителя 1 к внешней среде будет уменьшаться по мере продвижения внешней среды вдоль трубки для подачи теплоносителя 1 из-за уменьшения температурного напора. Для устранения этого недостатка и турбулизации потока внешней среды теплоотводящие радиаторы 4 размещают с осевым зазором между ними (фиг. 1). Очевидно, существует оптимальное значение осевого зазора между парами теплоотводящих радиаторов 4, т.е оптимальный шаг расположения пар теплоотводящих радиаторов 4, что будет доказано далее.When the heat sink radiators 4 are located without an axial clearance between them, the heat transfer from the tube for supplying the coolant 1 to the external medium will decrease as the environment moves along the tube for supplying the coolant 1 due to a decrease in the temperature head. To eliminate this drawback and turbulize the flow of the external environment, heat sink radiators 4 are placed with an axial clearance between them (Fig. 1). Obviously, there is an optimal value of the axial clearance between the pairs of heat sink radiators 4, i.e., the optimal spacing of the pairs of heat sink radiators 4, which will be proved below.

Теплоотводящие радиаторы 4 (фиг. 1 и 2) выполнены в виде соединенных радиальными пластинами 5 внутреннего и внешнего полуколец, соответственно 6 и 7. Внутренний радиус внутреннего кольца 6 - R1 равен внешнему радиусу R2 (фиг. 3) трубки для подачи теплоносителя 1. Радиальные пластины 5 установлены под углом γ к радиальной плоскости, проходящей через ось трубки для подачи теплоносителя 1 (фиг. 7).The heat sink radiators 4 (Fig. 1 and 2) are made in the form of inner and outer half rings connected by radial plates 5, respectively 6 and 7. The inner radius of the inner ring 6 - R 1 is equal to the outer radius R 2 (Fig. 3) of the pipe for supplying coolant 1 The radial plates 5 are installed at an angle γ to the radial plane passing through the axis of the tube for supplying coolant 1 (Fig. 7).

На фиг. 2 изображен теплообменник в сборе с теплоотводящими радиаторами 4, прижимаемыми к внешней поверхности 3 трубки для подачи теплоносителя 1 попарно с помощью упругих скоб 8, выполненных Ω-образной формы для создания прижимного усилия и снижения термического сопротивления в контакте.In FIG. 2 shows the heat exchanger assembly with heat sinks 4 pressed against the outer surface 3 of the tube for supplying the heat carrier 1 in pairs using elastic brackets 8 made in an Ω-shape to create a clamping force and reduce thermal resistance in the contact.

Теплоотводящие радиаторы 4 могут быть размещены таким образом (фиг. 2 и 3), что середина одной пары полуколец 6 и 7 проходит через плоскость, в которой размещена одна пара ребер жесткости 2 трубки для подачи теплоносителя 1.The heat sink radiators 4 can be placed in such a way (Fig. 2 and 3) that the middle of one pair of half rings 6 and 7 passes through a plane in which one pair of stiffeners 2 of the stiffener 2 is placed for supplying the heat carrier 1.

Теплоотводящие радиаторы 4 могут быть выполнены без внешних ребер (фиг. 5). На внешней поверхности теплоотводящих радиаторов 4 могут быть выполнены внешние ребра 9 (фиг. 3 и 4). Внешние ребра 9 могут быть выполнены как продолжение радиальных пластин 5, т.е. также установлены под углом γ и выполнены заодно с ними и с внутренними и внешними полукольцами 6 и 7.Heat sink radiators 4 can be made without external ribs (Fig. 5). On the outer surface of the heat sink radiators 4 can be made of the external ribs 9 (Fig. 3 and 4). The outer ribs 9 can be made as a continuation of the radial plates 5, i.e. are also installed at an angle γ and are made at the same time with them and with the inner and outer half rings 6 and 7.

Внешний диаметр D теплоотводящих радиаторов 4 может быть выбран в диапазоне от 1,5 до 3,5 внешнего диаметра трубки для подачи теплоносителя 1 (фиг. 7):The outer diameter D of the heat sink radiators 4 can be selected in the range from 1.5 to 3.5 the outer diameter of the tube for supplying coolant 1 (Fig. 7):

D=(1,5…3,5) d,D = (1.5 ... 3.5) d,

где: D - внешний диаметр теплоотводящих радиаторов 4,where: D is the outer diameter of the heat sink 4,

d - внешний диаметр трубки подачи теплоносителя 1.d is the outer diameter of the coolant supply pipe 1.

При меньших соотношениях теплоотводящие радиаторы 4 практически не работают, но и при соотношении более 3,5 внешняя часть теплоотводящих радиаторов 4 практически перестает отводить тепло из-за уменьшения температурного напора, а вес и габариты теплообменника необоснованно увеличиваются.With lower ratios, the heat sink radiators 4 practically do not work, but even with a ratio of more than 3.5, the outer part of the heat sink radiators 4 practically ceases to remove heat due to a decrease in the temperature head, and the weight and dimensions of the heat exchanger unreasonably increase.

Теплоотводящие радиаторы 4 могут быть установлены с равномерным шагом (фиг. 7). Шаг h установки теплоотводящих радиаторов 4 может быть выбран в диапазоне от 1,5 до 2,5 от ширины теплоотводящего радиатора - b.Heat sink radiators 4 can be installed with a uniform pitch (Fig. 7). Step h of installing heat sink radiators 4 can be selected in the range from 1.5 to 2.5 from the width of the heat sink radiator - b.

h=(1,5…2,5) b,h = (1,5 ... 2,5) b,

где: h - шаг расположения пар теплоотводящих радиаторов 4,where: h is the pitch of the pairs of heat sink radiators 4,

b - ширина теплоотводящего радиатора 4.b is the width of the heat sink 4.

Соблюдение этого соотношения обеспечит максимальную эффективность передачи тепла от трубки для подачи теплоносителя 1 к внешней среде.Compliance with this ratio will ensure maximum efficiency of heat transfer from the tube to supply coolant 1 to the external environment.

Теплоотводящие радиаторы 4 могут быть установлены с переменным шагом hi (фиг. 6), т.е.: h1, h2, h3…hn, где:The heat sink radiators 4 can be installed with a variable pitch hi (Fig. 6), i.e.: h 1 , h 2 , h 3 ... h n , where:

hi - шаг установки между двумя соседними парами радиаторов,hi - installation step between two adjacent pairs of radiators,

n - число пар теплоотводящих радиаторов 4.n is the number of pairs of heat sink radiators 4.

Закон изменения величины hi в этом случае определяют расчетным или чаще всего экспериментальным путем. Точность тепловых расчетов невелика, поэтому расчет используется при предварительном проектировании.The law of variation of the value of hi in this case is determined by calculation or most often by experiment. The accuracy of thermal calculations is low, therefore, the calculation is used in preliminary design.

Оптимальное значение угла установки γ радиальных пластин 5 выбирается в следующем диапазоне:The optimal value of the installation angle γ of the radial plates 5 is selected in the following range:

γ=15°…45°.γ = 15 ° ... 45 °.

Обоснование выбора оптимальной величины угла γ приведено на фиг. 7…9.The rationale for choosing the optimal angle γ is shown in FIG. 7 ... 9.

На фиг. 7 приведена схема установки радиальных пластин 5 под углом γ к оси теплообменника.In FIG. 7 shows a diagram of the installation of radial plates 5 at an angle γ to the axis of the heat exchanger.

На фиг. 8 показано, что площадь теплообмена Fтo по мере увеличения угла установки γ увеличивается.In FIG. Figure 8 shows that the heat transfer area FТo increases with increasing installation angle γ.

Пусть S - длина ребра радиальной пластины,Let S be the length of the edge of the radial plate,

L - длина трубки.L is the length of the tube.

Figure 00000002
Figure 00000002

если γ-const, то

Figure 00000003
if γ-const, then
Figure 00000003

так как cos(γ)<1, то

Figure 00000004
since cos (γ) <1, then
Figure 00000004

Таким образом, длина радиальных пластин, расположенных по спирали, больше длины радиальных, расположенных параллельно оси трубки, в 1/cos(γ) раз.Thus, the length of the radial plates arranged in a spiral is 1 / cos (γ) times longer than the length of the radial plates parallel to the axis of the tube.

Следовательно, площадь теплообмена Fто будет больше, и внешняя среда (воздух) будет быстрей нагреваться при тех же габаритах теплообменника.Consequently, the heat transfer area F is larger, and the external environment (air) is rapidly heated at the same dimensions of the heat exchanger.

Угол γ выбирается, исходя из экспериментальных данных, в диапазоне от 15° до 45°.The angle γ is selected on the basis of experimental data in the range from 15 ° to 45 °.

На фиг. 9 приведено экспериментальное обоснование оптимальности заявленного диапазона угла установки γ. При углах установки γ менее 15° уменьшается площадь теплообмена Fто (поз. 10), как следствие уменьшается эффективность теплопередачи. При углах γ более 45° резко возрастают аэродинамические потери ΔР (поз. 11) радиальных пластин 5 при их обтекании внешней средой.In FIG. Figure 9 shows the experimental justification for the optimality of the claimed range of the installation angle γ. At installation angles γ less than 15 °, the heat transfer area F then decreases (pos. 10), as a result, the heat transfer efficiency decreases. At angles γ greater than 45 °, the aerodynamic losses ΔР (item 11) of the radial plates 5 sharply increase when they flow around the external environment.

На фиг. 10 приведен внешний вид теплообменника.In FIG. 10 shows the appearance of the heat exchanger.

Работа теплообменника.Heat exchanger operation.

При работе теплообменника (фиг. 1…10) теплоноситель подается на вход в трубку для подачи теплоносителя 1. Тепловой поток передается через внешнюю поверхность 3 на пары теплоотводящих радиаторов 4 и тепло снимается с них потоком внешней среды.During the operation of the heat exchanger (Fig. 1 ... 10), the coolant is fed to the inlet to the pipe to supply coolant 1. The heat flux is transmitted through the outer surface 3 to the pairs of heat sink radiators 4 and the heat is removed from them by the flow of the external medium.

Выполнение радиальных пластин 5 под углом γ к оси трубки для подачи теплоносителя 1 увеличивает площадь теплообмена Fто и незначительно увеличивает аэродинамические потери ΔР внешней среды (фиг. 9), что позволяет спроектировать оптимальный по тепловой эффективности и весу теплообменник.Perform radial plates 5 at an angle γ to the axis of the tube for supplying heat medium 1 increases the heat transfer area F and then slightly increases the aerodynamic losses? P of the environment (Fig. 9), which allows an optimum design of heat exchanger efficiency and weight.

Применение полезной модели позволяет:Application of the utility model allows:

- увеличить теплопередачу от теплоносителя к внешней среде,- increase the heat transfer from the coolant to the external environment,

- увеличить площадь теплообмена по сравнению с прототипом за счет установки радиальных ребер под углом,- increase the area of heat transfer compared with the prototype due to the installation of radial ribs at an angle,

- спроектировать теплообменник меньших габаритов по сравнению с прототипом при заданной его тепловой эффективности,- design a heat exchanger of smaller dimensions compared to the prototype for a given thermal efficiency,

- повысить прочность и надежность теплообменника при воздействии изгибающих нагрузок и вибраций за счет увеличения площади радиальных пластин теплоотводящих радиаторов,- to increase the strength and reliability of the heat exchanger when exposed to bending loads and vibrations by increasing the area of the radial plates of the heat sink radiators,

- увеличить прочность теплообменника при одновременном уменьшении его массы и обеспечить его работу при более высоких давлениях за счет увеличения его жесткости применением более мощных теплоотводящих радиаторов.- increase the strength of the heat exchanger while reducing its mass and ensure its operation at higher pressures by increasing its rigidity by using more powerful heat sinks.

Claims (11)

1. Теплообменник, содержащий трубку для подачи теплоносителя к теплоотводящей поверхности, внутри которой имеется не менее двух пар ребер жесткости, средства крепления, размещенные на этой трубке с определенным шагом теплоотводящие радиаторы с цилиндрическим основанием, выполненные в виде соединенных радиальными пластинами плоских полуколец, не менее двух пар, с внутренним диаметром, равным внешнему диаметру трубки, прижатых к поверхности трубки упругими скобами, отличающийся тем, что радиальные пластины расположены под углом к оси трубки для подачи теплоносителя и образуют винтовые поверхности.1. A heat exchanger containing a tube for supplying a coolant to a heat-removing surface, inside which there are at least two pairs of stiffeners, fastening means placed on this tube with a certain step, heat-removing radiators with a cylindrical base, made in the form of flat half rings connected by radial plates, not less than two pairs, with an inner diameter equal to the outer diameter of the tube, pressed against the surface of the tube by elastic brackets, characterized in that the radial plates are located at an angle to the axis tr bki for supplying coolant and form a helical surface. 2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что угол наклона радиальных пластин выбирают в диапазоне от 15° до 45°.2. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the angle of inclination of the radial plates is selected in the range from 15 ° to 45 °. 3. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что внешний диаметр теплоотводящих радиаторов выбирают в диапазоне от 1,5 до 3,5 внешнего диаметра трубки для подачи теплоносителя.3. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the heat sink radiators is selected in the range from 1.5 to 3.5 of the outer diameter of the tube for supplying the coolant. 4. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что теплоотводящие радиаторы установлены с равномерным шагом.4. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the heat sink radiators are installed with a uniform pitch. 5. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что шаг установки теплоотводящих радиаторов выбран из диапазона от 1,5 до 2,5 от ширины теплоотводящего радиатора.5. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the step of installing heat sink radiators is selected from a range from 1.5 to 2.5 of the width of the heat sink. 6. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что теплоотводящие радиаторы установлены с переменным шагом.6. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the heat sink radiators are installed with a variable pitch. 7. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что на внешней поверхности теплоотводящих радиаторов выполнены внешние ребра.7. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that external fins are made on the outer surface of the heat sink radiators. 8. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что внешние ребра выполнены как продолжение радиальных пластин.8. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the outer ribs are made as a continuation of the radial plates. 9. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что трубка для подачи теплоносителя выполнена из стали.9. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the pipe for supplying a heat carrier is made of steel. 10. Теплообменник по п. 9, отличающийся тем, что теплоотводящие радиаторы выполнены из материала с высокой удельной теплопроводностью.10. The heat exchanger according to claim 9, characterized in that the heat sink radiators are made of a material with high thermal conductivity. 11. Теплообменник по п. 10, отличающийся тем, что теплоотводящие радиаторы выполнены из алюминия.11. The heat exchanger according to claim 10, characterized in that the heat sink radiators are made of aluminum.
RU2016122133U 2016-06-03 2016-06-03 HEAT EXCHANGER RU168320U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016122133U RU168320U1 (en) 2016-06-03 2016-06-03 HEAT EXCHANGER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016122133U RU168320U1 (en) 2016-06-03 2016-06-03 HEAT EXCHANGER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU168320U1 true RU168320U1 (en) 2017-01-30

Family

ID=58451064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016122133U RU168320U1 (en) 2016-06-03 2016-06-03 HEAT EXCHANGER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU168320U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU177542U1 (en) * 2017-06-27 2018-02-28 Закрытое акционерное общество "Гидроаэроцентр" Air cooling heat exchanger
RU2774015C1 (en) * 2021-12-07 2022-06-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Heat exchanger

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6142268A (en) * 1999-07-19 2000-11-07 Acecast Industry Co., Ltd. Radiator device for bicycle shock-absorber
RU58683U1 (en) * 2006-07-07 2006-11-27 Евсей Аврумович Кордит HEAT EXCHANGER
RU81301U1 (en) * 2008-10-10 2009-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ(ТУ)") HEAT EXCHANGER TYPE "PIPE IN PIPE"

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6142268A (en) * 1999-07-19 2000-11-07 Acecast Industry Co., Ltd. Radiator device for bicycle shock-absorber
RU58683U1 (en) * 2006-07-07 2006-11-27 Евсей Аврумович Кордит HEAT EXCHANGER
RU81301U1 (en) * 2008-10-10 2009-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ(ТУ)") HEAT EXCHANGER TYPE "PIPE IN PIPE"

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU177542U1 (en) * 2017-06-27 2018-02-28 Закрытое акционерное общество "Гидроаэроцентр" Air cooling heat exchanger
RU2774015C1 (en) * 2021-12-07 2022-06-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Heat exchanger
RU2819266C1 (en) * 2023-12-20 2024-05-16 Федеральное государственное бюджетное образовательно учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" Air-liquid heat exchanger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Faizal et al. Experimental studies on a corrugated plate heat exchanger for small temperature difference applications
US3779312A (en) Internally ridged heat transfer tube
Afzal et al. Heat transfer analysis of plain and dimpled tubes with different spacings
JP2008232592A (en) Heat exchanger
CN109990262B (en) Auxiliary heating steam generator
WO2016015324A1 (en) Streamline wavy fin for finned tube heat exchanger
Li et al. Air-side thermal hydraulic performance of an integrated fin and micro-channel heat exchanger
RU168320U1 (en) HEAT EXCHANGER
CN209945071U (en) Baffle plate heat exchanger with adjustable pitch
Taghilou et al. Optimization of double pipe fin-pin heat exchanger using entropy generation minimization
CN207214870U (en) Shell-and-tube oil water heat exchange device
RU2543094C1 (en) Tube and shell heat exchanger
US20190360756A1 (en) Heat exchanger baffle assembly and tube pattern for radial flow heat exchanger and fluid heating system including the same
CN207501760U (en) Two-layer spiral heat exchanger
US20100294474A1 (en) Heat exchanger tube
RU154646U1 (en) MICROCHANNEL PLATE HEAT EXCHANGER
Sivasubramaniam et al. Heat transfer and friction factor characteristics of pipe-in-pipe heat exchanger fitted with varient plain tape insert
CN207797845U (en) A kind of U-tube thermofin
Kukulka et al. Comparison of heat exchanger designs using Vipertex 1EHT enhanced heat transfer tubes
RU170207U1 (en) HEAT EXCHANGE ELEMENT
CN111750704A (en) Baffle plate heat exchanger with adjustable pitch
RU76433U1 (en) PLATE HEAT EXCHANGER
RU182729U1 (en) DIAGRAGED CURVED PIPE
CN107328268A (en) Shell-and-tube oil water heat exchange device and its application
Mohan et al. Experimental investigation of heat transfer study on plate fin heat exchangers with wavy fins