RU2182692C1

RU2182692C1 - Profiled tube

Info

Publication number: RU2182692C1
Application number: RU2001122179/03A
Authority: RU
Inventors: с В.С. Орбис-Ди; В.С. Орбис-Дияс; И.М. Паршков
Original assignee: ЗАО "Управляющая компания "Промэнерго"
Priority date: 2001-08-09
Filing date: 2001-08-09
Publication date: 2002-05-20

Abstract

FIELD: construction heat engineering, applicable in water supply systems of buildings and structures provided with heating, cooling and similar heat-exchanging devices. SUBSTANCE: profiled tube for heat-exchanging devices is featured by the fact that its outer surface is made with trapeziform in longitudinal section ribs arranged in a helical line, and the inner surface - with hollows formed under the ribs. The ribs are arranged in length of the tube with a space from 7.0 to 12.0 of the rib height and have a height equal to 0.04-0.08 of the tube outside diameter. The ribs, at least on part of the tube length, have the shape of a trapezoid in its longitudinal section at an equality of the values of projections of its lateral sides on the larger base of the trapezoid, or at last on part of the tube length, have the shape of an unequal-sided trapezoid in its longitudinal section, the height of whose one of the lateral sides exceeds the height of the other. EFFECT: intensified and optimized process of heat exchange and mass transfer in basic parameters. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области строительной теплотехники и может быть использовано в имеющих нагревающие, охлаждающие и подобные им теплообменные устройства системах водоснабжения зданий и сооружений. The invention relates to the field of building heat engineering and can be used in heating, cooling and similar heat exchange devices water supply systems of buildings and structures.

Известна профилированная трубка, предпочтительно для теплообменных устройств в системе водоснабжения зданий и сооружений, имеющая переходные от цилиндрических участки с выпуклой или вогнутой внутренней рабочей поверхностью (см. А.М. Литинский, Ю.Я. Ицхоки. Основы строительного дела и санитарной техники, М., Высшая школа, 1978 г., с. 121). Known profiled tube, preferably for heat exchangers in the water supply system of buildings and structures, having transition from cylindrical sections with a convex or concave inner working surface (see A.M. Litinsky, Yu.Ya. Yitzhoka. Fundamentals of construction and sanitary engineering, M ., High school, 1978, p. 121).

Известная конструкция трубки не позволяет интенсифицировать и оптимизировать по основным параметрам процесс тепломассообмена, и, кроме того, имеет ограниченную область применения и не позволяет использовать ее как в водо-водяных, так и в пароводяных кожухотрубчатых теплообменниках практически в оптимальных условиях теплообмена для обоих случаев. The known design of the tube does not allow to intensify and optimize the heat and mass transfer process according to the main parameters, and, moreover, it has a limited scope and does not allow its use in both water-cooled and steam-water shell-and-tube heat exchangers in almost optimal heat transfer conditions for both cases.

В качестве наиболее близкого аналога выбрана профилированная трубка для теплообменных устройств, наружная поверхность которой выполнена с трапециевидными в продольном сечении ребрами, расположенными по винтовой линии, а внутренняя - с впадинами, образованными под ребрами (см. свидетельство на полезную модель РФ 6434 U1, F 28 D 7/16, 16.04.1998). As the closest analogue, a profiled tube for heat exchangers was selected, the outer surface of which is made with trapezoidal longitudinal sections of ribs located along a helical line, and the inner one with depressions formed under the ribs (see certificate for utility model RF 6434 U1, F 28 D 7/16, 04.16.1998).

Техническая задача заключается в создании трубки, позволяющей интенсифицировать и оптимизировать по основным параметрам процесс тепломассообмена, и, кроме того, значительно расширить область ее применения, например, путем использования ее в водо-водяных или пароводяных кожухотрубчатых теплообменниках практически с оптимальными условиями теплообмена. The technical task is to create a tube that allows to intensify and optimize the heat and mass transfer process according to the main parameters, and, in addition, significantly expand the scope of its application, for example, by using it in water-water or steam-water shell-and-tube heat exchangers with practically optimal heat transfer conditions.

Достигается это тем, что в профилированной трубке для теплообменных устройств, наружная поверхность которой выполнена с трапециевидными в продольном сечении ребрами, расположенными по винтовой линии, а внутренняя - с впадинами, образованными под ребрами, ребра расположены по длине трубки с шагом, составляющим 7,0-12,0 высоты ребра, и имеют высоту 0,04-0,08 наружного диаметра трубки, при этом ребра, по крайней мере, на части длины трубки имеют в продольном ее сечении форму трапеции, при равенстве величин проекций боковых ее сторон на большее основание трапеции, или, по крайней мере, на части длины трубки имеют в продольном ее сечении форму неравнобокой трапеции, высота одной из боковых сторон которой превышает высоту другой ее боковой стороны не более чем на 0,02 наружного диаметра трубки. This is achieved by the fact that in a shaped tube for heat exchangers, the outer surface of which is made with trapezoidal longitudinal sections of ribs located along a helical line, and the inner one with depressions formed under the ribs, the ribs are located along the length of the tube with a step of 7.0 -12.0 of the height of the ribs, and have a height of 0.04-0.08 of the outer diameter of the tube, while the ribs, at least on a part of the length of the tube, have a trapezoid shape in its longitudinal section, with equal projection values of its lateral sides to a larger the foundation the trapezoid, or at least on a part of the length of the tube, are in the longitudinal section of the shape of an unequal trapezoid, the height of one of the sides of which exceeds the height of its other side by no more than 0.02 of the outer diameter of the tube.

Кроме того, указанные впадины могут быть образованы сопряженными между собой участками внутренней ее поверхности, очерченными в продольном сечении трубки предпочтительно равными радиусами, составляющими 0,0094-0,0156 наружного диаметра трубки и имеющими центры кривизны по обе стороны от внутренней поверхности трубки. In addition, these depressions can be formed by interconnected sections of its inner surface, outlined in the longitudinal section of the tube, preferably equal radii of 0.0094-0.0156 of the outer diameter of the tube and having centers of curvature on both sides of the inner surface of the tube.

Также, указанные впадины могут быть образованы участками внутренней ее поверхности, очерченными в продольном сечении трубки, предпочтительно равными радиусами, составляющими 0,0094-0,0156 наружного диаметра трубки и имеющими центры кривизны, расположенные со стороны наружной поверхности трубки, предпочтительно симметрично относительно плоскости поперечного сечения, проходящего через точку поверхности впадины, наиболее удаленную от продольной оси трубки. Also, these depressions can be formed by sections of its inner surface, outlined in the longitudinal section of the tube, preferably equal radii of 0.0094-0.0156 of the outer diameter of the tube and having centers of curvature located on the side of the outer surface of the tube, preferably symmetrically with respect to the plane of the transverse section passing through a point on the surface of the cavity, the most remote from the longitudinal axis of the tube.

Ширина ребра по большему основанию трапеции может составлять 0,0984-0,1641 наружного диаметра трубки, а ширина ребра по меньшему основанию трапеции - 0,0563-0,0938 наружного диаметра трубки, причем внутренний диаметр трубки равен 0,65-0,75 ее наружного диаметра. The width of the rib along the larger base of the trapezoid can be 0.0984-0.1641 of the outer diameter of the tube, and the width of the rib along the smaller base of the trapezoid can be 0.0563-0.0938 of the outer diameter of the tube, the inner diameter of the tube being 0.65-0.75 its outer diameter.

Указанные параметры конструкции опробованы на экспериментальных образцах, используемых как в системе холодного, так и горячего водоснабжения, а также в системах отопления, и показали высокие технические результаты. The indicated design parameters were tested on experimental samples used in both cold and hot water supply systems, as well as in heating systems, and showed high technical results.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 схематично представлен продольный разрез профилированной трубки в исполнении с противоположно расположенными центрами кривизны впадины; на фиг. 2 - продольный разрез профилированной трубки в исполнении с односторонне расположенными со стороны наружной поверхности центрами кривизны впадины. The invention is illustrated by the drawing, where figure 1 schematically shows a longitudinal section of a profiled tube in the design with opposite centers of curvature of the cavity; in FIG. 2 is a longitudinal section through a profiled tube in a design with the centers of curvature of the trough unilaterally located on the outer surface side.

Профилированная трубка предпочтительно для теплообменных устройств в системе водоснабжения зданий и сооружений для водо-водяных или пароводяных теплообменников выполнена с наружной поверхностью, имеющей трапециевидные в продольном сечении ребра 1, расположенные по винтовой линии. Внутренняя поверхность трубки выполнена с впадинами 2, образованными под ребрами 1, которые расположены по длине трубки с шагом "t", составляющим 7,0-12,0 высоты ребра 1, и имеют высоту "h", равную 0,04-0,08 наружного диаметра "D" трубки. Ребра 1, по крайней мере, на части длины трубки имеют в продольном ее сечении форму трапеции (как вариант - с непараллельными основаниями - фиг. 2), при равенстве в обоих случаях величин проекций боковых ее сторон на большее основание трапеции (фиг.2). Ребра 1, по крайней мере, на части длины трубки могут иметь в продольном ее сечении форму неравнобокой трапеции (фиг. 2 - левое ребро), высота одной из боковых сторон которой превышает высоту другой ее боковой стороны не более, чем на 0,02 наружного диаметра "D" трубки. Впадины 2 могут быть образованы сопряженными между собой участками внутренней поверхности трубки, очерченными в продольном сечении трубки предпочтительно равными радиусами "R", составляющими 0,0094-0,0156 наружного диаметра "D" трубки и имеющими центры кривизны по обе стороны от внутренней поверхности трубки. Или, как вариант, впадины 1 образованы участками внутренней поверхности трубки, очерченными в продольном сечении трубки, предпочтительно равными радиусами, составляющими 0,0094-0,0156 наружного диаметра "D" трубки и имеющими центры кривизны, расположенные со стороны наружной поверхности трубки, предпочтительно симметрично относительно плоскости поперечного сечения, проходящего через точку поверхности впадины, наиболее удаленную от продольной оси трубки. Ширина ребра 1 по большему основанию "b" трапеции составляет 0,0984-0,1641 наружного диаметра "D" трубки, а ширина ребра 1 по меньшему основанию "а" трапеции - 0,0563-0,0938 наружного диаметра "D" трубки, причем внутренний диаметр "d" трубки равен 0,65-0,75 ее наружного диаметра "D". The profiled tube is preferably for heat exchangers in the water supply system of buildings and structures for water-water or steam-water heat exchangers made with an outer surface having trapezoidal in longitudinal section ribs 1 located along a helical line. The inner surface of the tube is made with depressions 2 formed under the ribs 1, which are located along the length of the tube with a step "t" of 7.0-12.0 of the height of the rib 1 and have a height "h" of 0.04-0, 08 outer diameter "D" tube. The ribs 1, at least on a part of the length of the tube, have a trapezoidal shape in its longitudinal section (as an option, with non-parallel bases - Fig. 2), with equal values in both cases of projections of its sides on the larger base of the trapezoid (Fig. 2) . The ribs 1, at least on a part of the length of the tube, can have in the longitudinal section an unequal trapezoid shape (Fig. 2 — left rib), the height of one of its sides exceeds the height of its other side by no more than 0.02 outer diameter "D" of the tube. The depressions 2 can be formed by mating sections of the inner surface of the tube, outlined in the longitudinal section of the tube, preferably equal to radii "R" of 0.0094-0.0156 of the outer diameter "D" of the tube and having centers of curvature on both sides of the inner surface of the tube . Or, alternatively, the depressions 1 are formed by sections of the inner surface of the tube defined in the longitudinal section of the tube, preferably equal to radii of 0.0094-0.0156 of the outer diameter "D" of the tube and having centers of curvature located on the outside of the tube, preferably symmetrically with respect to the plane of the cross section passing through the point of the surface of the cavity, the most remote from the longitudinal axis of the tube. The width of the rib 1 on the larger base "b" of the trapezoid is 0.0984-0.1641 of the outer diameter "D" of the tube, and the width of the rib 1 on the smaller base "a" of the trapezoid is 0.0563-0.0938 of the outer diameter "D" of the tube moreover, the inner diameter "d" of the tube is equal to 0.65-0.75 of its outer diameter "D".

При работе устройства с описанной выше трубкой или трубками происходит теплообмен между средой, протекающей внутри трубки, и средой, протекающей вне трубки. Форма выполнения канала трубки практически исключает образование каких-либо отложений на ее стенках за счет траектории движения потока. Форма, расположение ребер 1 на поверхности трубки обеспечивают оптимальные условия и параметры теплообмена, что подтверждено экспериментальным путем на опытных образцах. Достигнутые результаты позволяют рекомендовать описанную трубку для широкого внедрения в различных областях, где необходимо осуществлять эффективный теплообмен при длительном эксплуатационном сроке и межремонтном периоде. When the device is operated with the tube or tubes described above, heat is exchanged between the medium flowing inside the tube and the medium flowing outside the tube. The shape of the tube channel virtually eliminates the formation of any deposits on its walls due to the flow path. The shape, location of the ribs 1 on the surface of the tube provide optimal conditions and heat transfer parameters, which is confirmed experimentally in experimental samples. The achieved results make it possible to recommend the described tube for widespread use in various fields where it is necessary to carry out effective heat transfer with a long service life and overhaul period.

Claims

1. A profiled tube for heat exchangers, the outer surface of which is made with trapezoidal longitudinal sections of ribs located along a helical line, and the inner one with depressions formed under the ribs, characterized in that the ribs are located along the length of the tube with a step of 7.0 -12.0 of the height of the ribs, and have a height of 0.04-0.08 of the outer diameter of the tube, while the ribs, at least on a part of the length of the tube, have a trapezoid shape in its longitudinal section, with equal projection values of its lateral sides to a larger grounds trapezoid, or at least part of the length of the tube have in its longitudinal sectional shape anisoplural trapezoidal height of one of the sides of which exceeds the height of the other side thereof is not more than 0.02 of the outer diameter of the tube.

2. A profiled tube according to claim 1, in which the troughs are formed by interconnected sections of its inner surface, outlined in the longitudinal section of the tube, preferably equal radii of 0.0094-0.0156 of the outer diameter of the tube and having centers of curvature on both sides of the inner tube surface.

3. A profiled tube according to claim 1, in which the depressions are formed by sections of its inner surface, outlined in the longitudinal section of the tube, preferably equal radii of 0.0094-0.0156 of the outer diameter of the tube and having centers of curvature located on the side of the outer surface of the tube symmetrically with respect to the plane of the cross section passing through the point of the surface of the cavity, the most remote from the longitudinal axis of the tube.

4. A profiled tube according to claim 1, in which the width of the ribs on the larger base of the trapezoid is 0.0984-0.1641 of the outer diameter of the tube, and the width of the ribs on the smaller base of the trapezoid is 0.0563-0.0938 of the outer diameter of the tube, the diameter of the tube is 0.65-0.75 of its outer diameter.