RU203923U1

RU203923U1 - Продольный канал секции отопительного прибора

Info

Publication number: RU203923U1
Application number: RU2020143509U
Authority: RU
Inventors: Леонид Анатольевич Кущев; Станислав Сергеевич Якшин; Никита Юрьевич Саввин; Валерий Анатольевич Уваров; Алексей Юрьевич Феоктистов; Надежда Алексеевна Архипова; Николай Юрьевич Никулин
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2020-12-28
Publication date: 2021-04-28

Abstract

Полезная модель относится к области теплотехники, а именно к отопительному оборудованию, и может использоваться для теплообмена между теплоносителем и нагреваемой поверхностью.Полезная модель направлена на повышение эффективности теплообмена за счет увеличения турбулизации и повышения коэффициента теплопередачи.Это достигается тем, что продольный канал 1 отопительного прибора выполнен в виде стальной трубы и размещен внутри секции 2 отопительного прибора. С двух сторон через отверстия продольный канал 1 сопряжен с прямыми каналами 3 цилиндрической формы, размещенными внутри секции 2. Во внутренней поверхности продольного канала 1 по всей его длине с одной стороны размещены ребра 4 дугообразной формы цилиндрического сечения.Диаметр d ребра составляет (0,1÷0,5)D, где D – диаметр канала.Шаг h ребра составляет (6÷12)d, где d – диаметр ребра.Радиус r ребра составляет 0,5D, где D – диаметр канала.3 фиг.

Description

Полезная модель относится к области теплотехники, а именно к отопительному оборудованию, и может использоваться для теплообмена между теплоносителем и нагреваемой поверхностью секции отопительного прибора.

Известен «Секционный радиатор» [патент на полезную модель №122468, опубликован 27.11.2012 г., МПК F24D 3/00 (2006.01). В техническом решении приведена конструкция отопительного прибора, содержащего в каждой секции вертикальную трубу, сообщающуюся с верхним и нижним коллекторами для прохода теплоносителя. Недостатком известного технического решения является низкая турбулизация потока теплоносителя во внутренней поверхности продольного канала из-за отсутствия турбулизаторов (дополнительные элементы разной геометрической формы, устанавливаемые в каналах).

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является «Секционный радиатор водяного отопления и секция для него» [Евразийский патент на изобретение №023451, опубликован 30.06.2016 г., МПК F24H 3/00 (2006.01), F24H 9/14 (2006.01), F24D 3/00 (2006.01), F24D 3/16 (2006.01)]. В техническом решении приведена конструкция продольного канала, который выполнен в виде стальной трубы высотой 200-400 мм с двумя сквозными отверстиями, сообщающихся с прямыми цилиндрическими каналами поперечных участков. Вся конструкция залита в алюминиевый сплав.

С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: продольный канал секции отопительного прибора выполнен в виде стальной трубы, сообщающийся с двух сторон через отверстия с прямыми каналами цилиндрической формы, размещенных внутри секции отопительного прибора.

Недостатком известного технического решения является невысокая эффективность теплообмена между теплоносителем и нагреваемой поверхностью отопительного прибора, что связано с низкой турбулизацией потока теплоносителя в продольном канале.

Полезная модель направлена на повышение эффективности теплообмена путем увеличения турбулизации за счет наличия ребер дугообразной формы цилиндрического сечения, располагающихся во внутренней поверхности продольного канала.

Это достигается тем, что продольный канал секции отопительного прибора выполнен в виде стальной трубы, сопряженный с двух сторон через отверстия с прямыми каналами цилиндрической формы, размещенных внутри секции отопительного прибора. В предложенном решении канал имеет ребра дугообразной формы цилиндрического сечения, располагающиеся с шагом h, равным (6÷12)d по всей длине с одной его стороны, диаметром d ребра, равным (0,1÷0,5)D, радиусом r закругления ребра, равным 0,5D, где D – диаметр канала.

Наличие ребер дугообразной формы цилиндрического сечения обеспечивает увеличение турбулизации, за счет больших зон завихрения в продольном канале.

При диаметре d ребра в пределах (0,1÷0,5) от диаметра D канала создается минимальное гидравлическое сопротивление в продольном канале.

Для формирования непрерывности турбулентного следа оптимальной величиной шага расположения h ребер является (6÷12) от диаметра d ребра.

Создание дополнительной турбулизации происходит за счет радиуса r закругления ребра 0,5 от диаметра D канала.

Указанные параметры ребер продольного канала и их расположение подтверждены при проведении серии экспериментов в лаборатории кафедры Теплогазоснабжения и вентиляции БГТУ им. В. Г. Шухова.

Таким образом, совокупность отличительных признаков предложенного решения обеспечивает повышение эффективности теплообмена между теплоносителем и нагреваемой поверхностью секции отопительного прибора.

Конструкция полезной модели поясняется графическим материалом. На фиг. 1 представлен поперечный разрез секции отопительного прибора; на фиг. 2 представлен продольный разрез секции отопительного прибора; на фиг. 3 показано расположение ребер во внутренней поверхности продольного канала, (Вид В на фиг. 2).

Продольный канал 1 отопительного прибора выполнен в виде стальной трубы и размещен внутри секции 2 отопительного прибора. С двух сторон через отверстия продольный канал 1, сопряжен с прямыми каналами 3 цилиндрической формы. Места соединений продольного канала 1 и прямых каналов 3 выполнены одним из известных способов, например сваркой. Во внутренней поверхности продольного канала 1 по всей его длине с одной стороны, размещены ребра 4 дугообразной формы цилиндрического сечения. Ребра 4 жестко сопрягаются наружной поверхностью с внутренней поверхностью продольного канала одним из известных способов: сваркой.

Изготовление продольного канала для секции отопительного прибора может быть осуществлено из известных материалов, например, из стали, меди и др.

Продольный канал секции отопительного прибора используется следующим образом. По прямому каналу 3, расположенному внутри секции 2, в зависимости от способа подключения сверху или снизу поступает теплоноситель и делится на две части. Одна часть идет по направлению стрелки А в последующие секции отопительного прибора, а другая по направлению стрелки Б и попадает в продольный канал 1, расположенный внутри секции 2. Теплоноситель, двигаясь по продольному каналу 1 омывает ребра 4 дугообразной формы цилиндрического сечения, которые расположены с одной его стороны по всей длине. Тем самым создаются большие зоны завихрения и повышается турбулизация потока теплоносителя, что увеличивает эффективность теплообмена теплоносителя с нагреваемой поверхностью секции 2 отопительного прибора.

Конструкция продольного канала секции отопительного прибора позволит повысить эффективность теплообмена между теплоносителем и нагреваемой поверхностью за счет ребер дугообразной формы цилиндрического сечения, создающие повышенную турбулизацию, которая в свою очередь влечет за собой повышение коэффициента теплопередачи.

Claims

Продольный канал секции отопительного прибора выполнен в виде стальной трубы, сопряженный с двух сторон через отверстия с прямыми каналами цилиндрической формы, размещенных внутри секции отопительного прибора, отличающийся тем, что во внутренней части продольного канала имеются ребра дугообразной формы цилиндрического сечения, располагающиеся с шагом h, равным (6 ÷ 12)d, по всей его длине с одной его стороны, диаметр d ребра составляет (0,1 ÷ 0,5)D, радиус r закругления ребра составляет 0,5D, где D – диаметр канала.