RU2031348C1 - Поверхность теплообмена - Google Patents
Поверхность теплообмена Download PDFInfo
- Publication number
- RU2031348C1 RU2031348C1 SU5017926A RU2031348C1 RU 2031348 C1 RU2031348 C1 RU 2031348C1 SU 5017926 A SU5017926 A SU 5017926A RU 2031348 C1 RU2031348 C1 RU 2031348C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protrusions
- heat exchange
- increase
- heat transfer
- exchange surface
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Использование: в конструкциях различных теплообменных аппаратов. Сущность изобретения: волнистая поверхность теплообмена выполнена в виде чередования выступов и впадин. Они имеют одинаковые размеры по отношению к осевой линии. Смежные поверхности образуют диффузорно-конфузорные каналы. Выступы выполнены с острой кромкой и имеют высоту h = (1,5..2) δ, где d - толщина пограничного слоя. Расстояние между соседними выступами равно s = (12..15) h. 1 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям теплообменных аппаратов, и может быть использовано в различных теплотехнических устройствах.
Известны многочисленные поверхности теплообмена с турбулизаторами, позволяющие интенсифицировать процесс теплообмена за счет создания в потоке теплоносителя вихревых структур [1].
Основным недостатком этих поверхностей является опережающий рост гидравлического сопротивления по сравнению с ростом теплоотдачи, что снижает эффективность этих поверхностей.
Известна также поверхность теплообмена, представляющая собой волнистую поверхность в виде последовательного чередования выступов и впадин, имеющих одинаковые размеры по отношению к осевой линии, а соседние поверхности образуют диффузорно-конфузорные каналы [2].
Недостатком такой поверхности является ее низкая эффективность вследствие диссипации вихревых структур, образующихся за выступами, в ядро потока, что приводит к турбулизации всего потока и опережающему росту гидравлического сопротивления по сравнению с ростом теплоотдачи.
Цель изобретения - увеличение коэффициента теплоотдачи без существенного роста гидравлического сопротивления.
Цель достигается тем, что в поверхности теплообмена, представляющей собой волнистую поверхность в виде последовательного чередования выступов и впадин, имеющих одинаковые размеры по отношению к осевой линии, а соседние поверхности образуют диффузорно-конфузорные каналы, высота выступов имеющих острую кромку, равна h = (1,5...2)δ , м, где δ - толщина пограничного слоя, м, а расстояние между соседними выступами равно S = (12...15)h, м. Вышеперечисленные отличительные признаки являются новыми по сравнению с прототипом, поэтому заявляемое решение соответствует критерию "новизна".
Как показали исследования, использование в теплообменных аппаратах теплоотдающих поверхностей с турбулизаторами в виде каналов типа "диффузор - конфузор", разрушающими только пристенный пограничный слой, позволяет существенно увеличить эффективность теплообменников и снизить их массу.
При h > 2δ при S = const = (12...15)h происходит разрушение не только пристенного пограничного слоя, но и ядра потока, что приводит к резкому росту гидравлического сопротивления. При h < 1,5δ генерация вихревых структур за выступом диффузорной части канала происходит незначительная и существенного роста теплоотдачи не наблюдается. При увеличении или уменьшении шага между выступами S (12...15)h происходит резкое увеличение гидравлического сопротивления поверхности теплообмена. На основании вышеизложенного можно считать, что изобретение соответствует критерию "Положительный эффект".
Выполнение теплоотдающих поверхностей теплообменных аппаратов с предлагаемыми относительными параметрами позволяет увеличить коэффициент теплоотдачи поверхности, повысить эффективность теплообменников, снизить габариты и массу теплообменников, сократить расход цветных металлов.
Предлагаемая конструкция поверхности теплообмена поясняется чертежом.
Поверхность теплообмена работает следующим образом. При набегании газового потока теплоносителя (например, воздуха) на вершины турбулизаторов (точки В, D), представляющих собой последовательное чередование выступов и впадин в виде каналов диффузор - конфузор с относительными параметрами, приведенными выше, происходит разрушение пристенного пограничного слоя, причем максимальная выработка турбулентности происходит на вершинах выступов (точки B, D и т.д., что подтверждено опытами). Образовавшиеся вихревые структуры не затрагивают ядра потока, а лишь турбулизируют пограничный слой, что вызывает существенный рост теплоотдачи поверхности при незначительном увеличении ее гидравлического сопротивления. Часть вихревых структур присоединяется к поверхности в диффузорной части канала (Zпр - точка присоединения), и происходит дальнейшее циклическое повторение описанного процесса интенсификации теплообмена.
Например, по результатам проведенных исследований была предложена конструкция секции водовоздушного радиатора трубчато-пластинчатого типа со следующими параметрами поверхности теплообмена (оребряющие пластины): h = 0,25 мм (толщина пограничного слоя рассчитывалась в соответствии с методикой, изложенной в [1]), S = 3 мм. Были собраны опытные модели секций радиатора с приведенными выше параметрами, испытания которых подтвердили высокую эффективность патентуемого способа повышения теплоотдачи. По результатам проведенных исследований рост коэффициента теплопередачи секции по сравнению с секцией, имеющей гладкие пластины, составил 12...18%, а рост гидравлического сопротивления не превысил 10%.
Claims (1)
- ПОВЕРХНОСТЬ ТЕПЛООБМЕНА, содержащая волнистый профиль, образованный последовательно чередующимися выступами и впадинами, имеющими одинаковые размеры относительно осевой линии, а смежные поверхности образуют диффузорно-конфузорные каналы, отличающаяся тем, что, с целью повышения коэффициента теплообмена, снижения габаритов и массы теплообменников, выступы имеют острую кромку и их высота
h=(1,5-2)δ,
где δ - толщина пограничного слоя,
а расстояние S между вершинами соседних выступов составляет (12 - 15)h.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5017926 RU2031348C1 (ru) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | Поверхность теплообмена |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5017926 RU2031348C1 (ru) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | Поверхность теплообмена |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2031348C1 true RU2031348C1 (ru) | 1995-03-20 |
Family
ID=21592253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5017926 RU2031348C1 (ru) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | Поверхность теплообмена |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2031348C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2508516C1 (ru) * | 2012-12-06 | 2014-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Теплообменная труба |
RU2511859C1 (ru) * | 2013-01-09 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Теплообменная труба |
RU2727595C1 (ru) * | 2019-12-03 | 2020-07-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Поверхность теплообмена |
-
1991
- 1991-12-25 RU SU5017926 patent/RU2031348C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Мигай В.К. Повышение эффективности современных теплообменников. Л.: Энергия, 1980, с.143. * |
2. Куликов Ю.А. Системы охлаждения силовых установок тепловозов. М.: Машиностроение, 1988, с.176. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2508516C1 (ru) * | 2012-12-06 | 2014-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Теплообменная труба |
RU2511859C1 (ru) * | 2013-01-09 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Теплообменная труба |
RU2727595C1 (ru) * | 2019-12-03 | 2020-07-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Поверхность теплообмена |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5361828A (en) | Scaled heat transfer surface with protruding ramp surface turbulators | |
JPS61143697A (ja) | 熱交換装置 | |
ES297144U (es) | Perfeccionamientos introducidos en un tubo de transmision decalor | |
DE60223231D1 (de) | Wärmeaustauscher zwischen einem gas und einer flüssigkeit | |
US4428419A (en) | Tube-and-fin heat exchanger | |
KR960029756A (ko) | 핀 튜브형 열교환기의 플레이트핀 | |
RU2031348C1 (ru) | Поверхность теплообмена | |
JPS6334393B2 (ru) | ||
Bharadwaj et al. | Factors influencing the performance of solar air heater (SAH) having artificial coarseness: a review | |
SU964422A2 (ru) | Теплообменна поверхность | |
RU2044248C1 (ru) | Теплообменная труба с оребрением | |
RU2221976C2 (ru) | Теплообменная труба | |
EP0889299A3 (en) | Heat exchanger having a double pipe construction | |
RU2039335C1 (ru) | Теплообменная труба | |
SU1606840A1 (ru) | Теплообменна поверхность с искусственной шероховатостью | |
JPS62102093A (ja) | 内面溝付伝熱管 | |
RU14278U1 (ru) | Теплообменная труба | |
RU14277U1 (ru) | Теплообменная труба | |
JPS61235693A (ja) | フインチユ−ブ型熱交換器 | |
SU1121579A1 (ru) | Поверхность теплообмена | |
SU1020751A2 (ru) | Теплообменна труба | |
Biswas et al. | Longitudinal vortex generators for enhancement of heat transfer in heat exchanger applications | |
RU2037988C1 (ru) | Штыревой радиатор | |
RU2178132C2 (ru) | Теплообменный элемент | |
SU1725062A1 (ru) | Теплообменна труба |