RU2008601C1

RU2008601C1 - Wall of heat exchanging member channel

Info

Publication number: RU2008601C1
Authority: RU
Inventors: В.А. Трушин; А.В. Коротаев
Original assignee: Трушин Владимир Алексеевич
Priority date: 1991-02-11
Filing date: 1991-02-11
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: heat exchangers. SUBSTANCE: wall of channel has surface irregularities in form of projections and grooves forming broken line in section. All lengths of broken line intersect trace of intersection of wall surface by plane passing across direction of flow. EFFECT: enhanced heat exchange. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может найти применение в теплообменных аппаратах. The invention relates to the field of energy and may find application in heat exchangers.

Известна стенка канала теплообменного элемента, содержащая шероховатости в виде выступов пирамидальной формы. Known wall of the channel of the heat exchange element containing roughness in the form of protrusions of a pyramidal shape.

Недостатком этой стенки канала является низкая интенсификация теплообмена на ней (по сравнению с интенсификацией теплообмена в каналах со стенками, содержащими штырьки) из-за малоинтенсивного массообмена пристенного слоя теплоносителя у основания пирамид с ядром потока. Штырьковые же интенсификаторы теплообмена приводят к большим (несопоставимым) гидросопротивлениям каналов. The disadvantage of this channel wall is the low intensification of heat transfer on it (compared with the intensification of heat transfer in channels with walls containing pins) due to the low-intensity mass transfer of the near-wall coolant layer at the base of the pyramids with the flow core. The pin heat transfer intensifiers lead to large (incomparable) channel hydraulic resistance.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена турбулизацией пристенного слоя при сопоставимом росте гидросопротивлений. The aim of the invention is the intensification of heat transfer by turbulization of the wall layer with a comparable increase in hydraulic resistance.

Поставленная цель достигается тем, что выступы и канавки образуют в сечении ломаную линию, все отрезки которой пересекают след от пересечения плоскостью, поперечной к направлению потока у стенки, поверхности последней. This goal is achieved by the fact that the protrusions and grooves form a broken line in the cross section, all segments of which intersect the trace from the intersection by a plane transverse to the direction of flow at the wall, the surface of the latter.

На фиг. 1 изображены выступы канавки стенки канала теплообменного элемента; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows the protrusions of a channel wall groove of a heat exchange element; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Стенка канала теплообменного элемента содержит выступы 1 и канавки 2 в форме ломаной линии, все отрезки которой пересекают след от пересечения плоскостью, поперечной к направлению потока у стенки, поверхности последней. Между соседними отрезками выступа образуется сужающийся канал 3, заканчивающийся на изломе выступа тупиком 4. Канавки имеют излом 5. Поперечная плоскость проходит через сечение А-А. The channel wall of the heat-exchange element contains protrusions 1 and grooves 2 in the form of a broken line, all segments of which intersect the trace from the intersection of a plane, transverse to the flow direction at the wall, of the surface of the latter. Between adjacent segments of the protrusion, a tapering channel 3 is formed, ending in a kink of the protrusion with a dead end 4. The grooves have a kink 5. The transverse plane passes through section AA.

При работе стенки с выступами 1 в канале теплообменного элемента при движении потока по каналу вязкий пристенный слой ускоряется в суживающемся канале 3 между участками ломаного выступа 1 и из-за гидравлического удара в тупике 4 образуется выброс массы от стенки с температурой пристенного слоя в виде газодинамического штыря, турбулизирующий поток. Взамен выброшенной от стенки массы из ядра потока к стенке за выступом, где давление пониженное и имеет место срыв потока, притекает масса с температурой ядра. Газодинамических штырей будет образовываться столько, сколько суживающихся каналов по потоку и тупиков в них. Число этих каналов и положение тупиков можно регулировать. За счет турбулизации и дополнительного массообмена при реализации эффекта образования и обтекания газодинамического штыря дополнительно интенсифицируется теплообмен (по сравнению с прототипом). Соизмеримость высоты газодинамического штыря с высотой выступов 1 обеспечивает прирост гидросопротивлений, соизмеримый с приростом интенсивности теплообмена, так как кинетическая энергия ядра потока существенно выше кинетической энергии пристенного слоя, движущегося в суживающемся канале 3 к тупику 4 в изломе выступа. When the wall with protrusions 1 in the channel of the heat-exchange element is working, when the flow moves through the channel, the viscous wall layer accelerates in the tapering channel 3 between the sections of the broken protrusion 1 and due to a hydraulic shock at the standoff 4, a mass ejection from the wall with the temperature of the wall layer in the form of a gas-dynamic pin turbulent flow. Instead of the mass ejected from the wall from the core of the stream to the wall behind the protrusion, where the pressure is low and there is a stall, the mass flows with the temperature of the core. There will be as many gas-dynamic pins as there are narrowing channels along the stream and dead ends in them. The number of these channels and the position of the dead ends can be adjusted. Due to turbulization and additional mass transfer during the implementation of the effect of the formation and flow around the gas-dynamic pin, heat transfer is additionally intensified (compared to the prototype). The commensurability of the height of the gas-dynamic pin with the height of the protrusions 1 provides an increase in hydroresistance, commensurate with the increase in the heat transfer intensity, since the kinetic energy of the flow core is significantly higher than the kinetic energy of the wall layer moving in the narrowing channel 3 to the dead end 4 in the kink of the protrusion.

При работе стенки с канавками 2 в канале теплообменного элемента при движении потока по каналу вязкие пристенные слои в канавках сталкиваются в месте излома 5 и образуются выброс массы и газодинамический штырь, что интенсифицирует дополнительно теплообмен (по сравнению с прототипом). When the wall with the grooves 2 in the channel of the heat exchange element is in operation, when the flow flows through the channel, the viscous wall layers in the grooves collide at the location of kink 5 and mass ejection and a gas-dynamic pin are formed, which intensifies heat transfer (compared to the prototype).

(56) Авторское свидетельство СССР N 1509580, кл. F 28 F 1/10, опублик. 1990. (56) Copyright certificate of the USSR N 1509580, cl. F 28 F 1/10, published. 1990.

Claims

WALL OF THE CHANNEL OF A HEAT EXCHANGE ELEMENT, containing roughnesses in the form of protrusions and grooves, characterized in that, in order to intensify heat transfer by turbulization of the wall layer with gas-dynamic pins, the protrusions and grooves form a broken line in the cross section, all segments of which intersect the track from the direction of the plane near the wall, the surface of the latter.