RU185179U1

RU185179U1 - HEAT EXCHANGE PIPE

Info

Publication number: RU185179U1
Application number: RU2017122654U
Authority: RU
Inventors: Кирилл Владимирович Иванов; Максим Владимирович Поздеев; Виктор Леонидович Безруких; Дамир Раифович Галимов; Константин Алексеевич Воронцов
Original assignee: ООО "ГидроТехАтом"
Priority date: 2017-06-27
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2018-11-23

Abstract

Полезная модель относится к области теплотехники, предназначена для применения в трубчатых элементах теплообменных устройств, может быть использована в машиностроении, теплоэнергетике, транспорте. Технический результат - упрощение технологии изготовления изделия и увеличение теплопередачи от трубы к ребрам и от теплоносителя к трубе. В теплообменной трубе с плоскими параллельными поверхностями и внешним поперечным оребрением в виде теплопроводящих пластин, прикрепленных к плоским поверхностям трубы, согласно предложению теплопроводящие пластины выполнены в виде гофрированных полос с направлением гофра вдоль оси трубы. Гофрированные полосы могут быть выполнены с прямоугольным сечением окна, причем вертикальные части полос выполнены с выемками в обе стороны либо гофрированными поперек газового потока, а горизонтальные части полос выполнены перфорированными с отогнутыми элементами турбулизатора либо гофрированными поперек газового потока. Теплопроводящие пластины могут быть прикреплены к трубе с помощью пайки, причем крепление теплопроводящих пластин к трубе выполнено с катетом припоя между вертикальной частью пластины и трубой. Труба может быть выполнена с углублениями, направленными внутрь трубы. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.The utility model relates to the field of heat engineering, is intended for use in tubular elements of heat exchange devices, and can be used in mechanical engineering, heat power engineering, and transport. The technical result is a simplification of the manufacturing technology of the product and an increase in heat transfer from the pipe to the ribs and from the coolant to the pipe. In a heat exchange pipe with flat parallel surfaces and an external transverse finning in the form of heat-conducting plates attached to the flat surfaces of the pipe, according to the proposal, the heat-conducting plates are made in the form of corrugated strips with a corrugation direction along the pipe axis. Corrugated strips can be made with a rectangular section of the window, and the vertical parts of the strips are made with recesses in both directions or corrugated across the gas stream, and the horizontal parts of the strips are perforated with bent turbulator elements or corrugated across the gas stream. The heat-conducting plates can be attached to the pipe by soldering, and the heat-conducting plates are attached to the pipe with a solder leg between the vertical part of the plate and the pipe. The pipe can be made with recesses directed into the pipe. 4 s.p. f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к области теплотехники, предназначена для применения в трубчатых элементах теплообменных устройств, может быть использована в машиностроении, теплоэнергетике, транспорте.The utility model relates to the field of heat engineering, is intended for use in tubular elements of heat exchange devices, and can be used in mechanical engineering, heat power engineering, and transport.

Известна теплообменная труба аппарата воздушного охлаждения теплоносителя (патент РФ на изобретение №2266496, 2004), характеризующаяся тем, что она содержит наружное оребрение на пути поперечного охлаждающего потока внешней теплообменной среды. Недостаток известного устройства - низкий коэффициент теплопередачи, обусловленный круглым сечением трубы, при котором поток теплоносителя в центральной части трубы значительно больше пристеночного потока, от которого отводится тепло через стенку трубы и оребрение.Known heat exchange pipe of the apparatus for air cooling of the coolant (RF patent for the invention No. 2266496, 2004), characterized in that it contains external fins in the path of the transverse cooling stream of the external heat transfer medium. A disadvantage of the known device is the low heat transfer coefficient due to the round cross-section of the pipe, in which the coolant flow in the central part of the pipe is much larger than the near-wall flow, from which heat is removed through the pipe wall and fins.

Известна также плоская теплообменная труба (патент РФ на изобретение №2279618, 2004), снабженная внешним оребрением, выполненным в виде поперечных лепестковых ребер на внешних горизонтальных плоскостях трубы. Недостатком устройства является сложность изготовления трубы из-за необходимости подрезания слоя материала на поверхности теплообменника и отгибания образующихся ребер, а также ограниченные возможности по дополнительному увеличению интенсивности теплоотдачи от трубы.Also known is a flat heat exchange pipe (RF patent for the invention No. 2279618, 2004), equipped with an external finning made in the form of transverse flap ribs on the external horizontal planes of the pipe. The disadvantage of this device is the difficulty of manufacturing the pipe due to the need to trim the layer of material on the surface of the heat exchanger and the bending of the formed fins, as well as the limited ability to further increase the intensity of heat transfer from the pipe.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является плоскоовальная теплообменная труба с поперечными ребрами (авт. свид. СССР на изобретение №1553820, 1990 - прототип). Недостатком устройства-прототипа является сложность изготовления, связанная с приваркой каждого отдельного ребра к трубе, а также низкий коэффициент теплопроводности от трубы к ребру, поскольку хороший тепловой контакт есть только в месте сварки.Closest to the proposed technical solution is a flat oval heat exchange pipe with transverse ribs (ed. Certificate. USSR for the invention No. 1553820, 1990 - prototype). The disadvantage of the prototype device is the manufacturing complexity associated with the welding of each individual rib to the pipe, as well as the low coefficient of thermal conductivity from pipe to rib, since there is good thermal contact only at the welding site.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является упрощение технологии изготовления изделия и увеличение теплопередачи от трубы к ребрам и от теплоносителя к трубе.The technical result of the proposed technical solution is to simplify the manufacturing technology of the product and increase heat transfer from the pipe to the ribs and from the coolant to the pipe.

Указанный технический результат достигается тем, что в теплообменной трубе с плоскими параллельными поверхностями и внешним поперечным оребрением в виде теплопроводящих пластин, прикрепленных к плоским поверхностям трубы, согласно предложению, теплопроводящие пластины выполнены в виде гофрированных полос с прямоугольным сечением окна и направлением гофра вдоль оси трубы.The indicated technical result is achieved in that in a heat transfer pipe with flat parallel surfaces and external transverse finning in the form of heat-conducting plates attached to the flat surfaces of the pipe, according to the proposal, the heat-conducting plates are made in the form of corrugated strips with a rectangular window section and a corrugation direction along the pipe axis.

Кроме того, вертикальные части полос могут быть выполнены с выемками в обе стороны либо гофрированными поперек газового потока, а горизонтальные части полос выполнены перфорированными с отогнутыми элементами турбулизатора либо гофрированными поперек газового потока.In addition, the vertical parts of the strips can be made with recesses in both directions or corrugated across the gas stream, and the horizontal parts of the strips are perforated with bent elements of the turbulator or corrugated across the gas stream.

Труба может быть выполнена с углублениями, направленными внутрь трубы.The pipe can be made with recesses directed into the pipe.

Выполнение теплопроводящих пластин в виде гофрированных полос с направлением гофра вдоль оси трубы увеличивает площадь теплоотводящего элемента, упрощает технологию оребрения трубы, что наряду с уменьшением габаритов при неизменной площади теплоотвода удешевляет производство изделий.The implementation of heat-conducting plates in the form of corrugated strips with the direction of the corrugation along the axis of the pipe increases the area of the heat sink element, simplifies the technology of finning the pipe, which, along with a decrease in size with a constant heat sink area, reduces the cost of production.

Выполнение гофрированных полос с прямоугольным сечением окна обеспечивает заданную поверхность теплоотвода при меньших габаритах теплоотводящей трубы, причем выполнение вертикальных частей гофрированных полос с выемками в обе стороны либо гофрированными поперек газового потока, а горизонтальных частей перфорированными с отогнутыми элементами турбулизатора либо гофрированными поперек газового потока дает возможность дополнительного увеличения теплоотвода от трубы за счет организации турбулентных вихревых течений воздуха при максимальном сохранении теплопередачи по материалу гофрированной полосы.The implementation of corrugated strips with a rectangular section of the window provides a given heat sink surface with smaller dimensions of the heat sink pipe, and the vertical parts of the corrugated strips with recesses in both directions or corrugated across the gas stream, and horizontal parts perforated with bent turbulator elements or corrugated across the gas stream, make it possible increase heat removal from the pipe due to the organization of turbulent vortex air flows at maximum conservation of heat transfer over the corrugated strip material.

Выполнение трубы с углублениями, направленными внутрь трубы, позволяет обеспечить турбулентный поток теплоносителя (например, воды) в трубе и увеличивает теплопередачу от воды к трубе при сохранении теплопередачи от трубы к оребрению за счет заполнения углублений припоем в процессе пайки.The implementation of the pipe with recesses directed into the pipe allows for a turbulent flow of heat carrier (e.g. water) in the pipe and increases the heat transfer from water to the pipe while maintaining heat transfer from the pipe to the fins by filling the recesses with solder during brazing.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид устройства, на фиг. 2 - формы выполнения вертикальных частей гофрированных полос; на фиг. 3 - формы выполнения горизонтальных частей гофрированных полос; на фиг. 4 - труба с углублениями, направленными внутрь трубы.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of the device, FIG. 2 - forms of execution of the vertical parts of the corrugated strips; in FIG. 3 - forms of the horizontal parts of the corrugated strips; in FIG. 4 - pipe with recesses directed into the pipe.

Устройство (фиг. 1) состоит из плоской, например, плоскоовальной, трубы 1 с внешним поперечным оребрением в виде теплопроводящих пластин 2, прикрепленных к плоским поверхностям трубы, внутри которой находится теплоноситель 3. Теплопроводящие пластины 2 выполнены в виде гофрированных полос с прямоугольным сечением окна и направлением гофра вдоль оси трубы 1. Пластины прикреплены к трубе, например, с помощью припоя 4 (фиг. 2-4).The device (Fig. 1) consists of a flat, for example, flat oval, pipe 1 with an external transverse finning in the form of heat-conducting plates 2, attached to the flat surfaces of the pipe, inside which there is a heat carrier 3. The heat-conducting plates 2 are made in the form of corrugated strips with a rectangular window section and the direction of the corrugation along the axis of the pipe 1. The plates are attached to the pipe, for example, using solder 4 (Fig. 2-4).

Вертикальные части полос могут быть выполнены с выемками в обе стороны либо гофрированными поперек газового потока (фиг. 2), а горизонтальные части - перфорированными с отогнутыми элементами турбулизатора либо гофрированными поперек газового потока (фиг. 3).The vertical parts of the strips can be made with recesses in both directions or corrugated across the gas stream (Fig. 2), and the horizontal parts can be perforated with bent turbulator elements or corrugated across the gas stream (Fig. 3).

Труба может быть выполнена с углублениями 5, направленными внутрь трубы 1 (фиг. 4).The pipe can be made with recesses 5 directed into the pipe 1 (Fig. 4).

Устройство работает следующим образом. При прохождении теплоносителя 3 (фиг. 1) по трубе 1 происходит теплопередача от пристеночного потока теплоносителя к трубе и далее к теплопроводящим пластинам 2.The device operates as follows. When the coolant 3 (Fig. 1) passes through the pipe 1, heat transfer occurs from the near-wall flow of the coolant to the pipe and then to the heat-conducting plates 2.

Выполнение теплопроводящих пластин 2 в виде гофрированных полос с направлением гофра вдоль оси трубы 1 (фиг. 1) дает возможность увеличить теплоотвод и упростить технологию оребрения трубы. Выполнение полос 2 с прямоугольным сечением окна дополнительно обеспечивает увеличение теплоотвода от трубы 1 к воздуху за счет увеличения площади теплоотвода при неизменных высоте и количестве выступов, а также благодаря увеличению площади контакта трубы с теплоотводящим элементом.The implementation of the heat-conducting plates 2 in the form of corrugated strips with the direction of the corrugation along the axis of the pipe 1 (Fig. 1) makes it possible to increase the heat sink and simplify the technology of fins of the pipe. The implementation of the strips 2 with a rectangular cross-section of the window additionally provides an increase in the heat sink from the pipe 1 to the air by increasing the heat sink area with the same height and number of protrusions, as well as by increasing the contact area of the pipe with the heat sink element.

Выполнение вертикальных частей полос 2 с выемками в обе стороны либо гофрированными поперек газового потока (фиг. 2), а горизонтальных частей перфорированными с отогнутыми элементами турбулизатора либо гофрированными поперек газового потока (фиг. 3) обеспечивает улучшение теплоотвода за счет того, что увеличивается площадь теплоотвода при сохранении габаритов, а также организуется вихревое течение воздуха для увеличения теплосъема.The implementation of the vertical parts of the strips 2 with recesses on both sides either corrugated across the gas stream (Fig. 2), and the horizontal parts perforated with bent elements of the turbulator or corrugated across the gas stream (Fig. 3) provides improved heat dissipation due to the increase in the area of heat dissipation while maintaining the dimensions, it also organizes a swirling flow of air to increase heat removal.

Выполнение трубы 1 с углублениями 5, направленными внутрь трубы (фиг. 4), обеспечивает дополнительное увеличение теплопередачи за счет увеличения площади контакта трубы с теплоносителем, а также турбулентности в его приповерхностных слоях.The implementation of the pipe 1 with recesses 5, directed inside the pipe (Fig. 4), provides an additional increase in heat transfer by increasing the contact area of the pipe with the coolant, as well as turbulence in its surface layers.

Claims

1. A heat exchange pipe with flat parallel surfaces and an external transverse finning in the form of heat-conducting plates attached to the flat surfaces of the pipe, characterized in that the heat-conducting plates are made in the form of corrugated strips with a corrugation direction along the pipe axis, the strips being made with a rectangular window section.

2. The heat exchange pipe according to claim 1, characterized in that the vertical part of the corrugated strips is made with recesses in both directions.

3. The heat exchange pipe according to claim 1, characterized in that the vertical parts of the corrugated strips are corrugated across the gas stream.

4. The heat exchange pipe according to claim 1, characterized in that the horizontal part of the corrugated strips is made perforated with bent elements of the turbulator or corrugated across the gas stream.

5. The heat exchange pipe according to claim 1, characterized in that the pipe is made with recesses directed into the pipe.