RU2266486C1 - Tube row of a gas air cooling apparatus - Google Patents

Tube row of a gas air cooling apparatus Download PDF

Info

Publication number
RU2266486C1
RU2266486C1 RU2004108981/06A RU2004108981A RU2266486C1 RU 2266486 C1 RU2266486 C1 RU 2266486C1 RU 2004108981/06 A RU2004108981/06 A RU 2004108981/06A RU 2004108981 A RU2004108981 A RU 2004108981A RU 2266486 C1 RU2266486 C1 RU 2266486C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
pipes
row
fins
ribs
Prior art date
Application number
RU2004108981/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004108981A (en
Inventor
В.А. Берестов (RU)
В.А. Берестов
хов С.Б. Шл (RU)
С.Б. Шляхов
Original Assignee
Линников Егор Владимирович
Авдонин Александр Николаевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Линников Егор Владимирович, Авдонин Александр Николаевич filed Critical Линников Егор Владимирович
Priority to RU2004108981/06A priority Critical patent/RU2266486C1/en
Publication of RU2004108981A publication Critical patent/RU2004108981A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2266486C1 publication Critical patent/RU2266486C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)

Abstract

FIELD: the invention refers to heat-and-power engineering particularly to the rows of heat exchanging tubes and may be used in gas air cooling apparatus.
SUBSTANCE: the tube row of the gas air cooling apparatus consists of finned tubes successively located in a row with spacing in axes making 1,7-3,4 diameter of the body of the tube without taking into consideration the diameter of fins. At that the finning of each tube is fulfilled transversely relatively to the central longitudinal axle of the tube and located under an angle to the mentioned axle. The central longitudinal axes of the tubes are oriented predominantly in parallel and located in a conditioned flatness normal to the vector of the flow of the exterior cooling environment, predominantly air. At that the tubes are located to form the flow in the projection of the mentioned conditioned flatness of aerodynamics shading with various aerodynamics transparency consisting of plots of complete aerodynamics opaque corresponding to projections on the mentioned flatness of the bodies of the tubes without taking the finning into account and the plots of incomplete aerodynamics transparency each limited from one side with a conditioned direct line passing along the tops of the fins and from the other side - with the contour of the body of the tube to the base of the fins. At that the tubes in the row are accepted at the condition according to which correlation on the unit of the square of the mentioned flatness of total square of the mentioned plots with various aerodynamics opaque compose correspondingly (0,25-0,52):(0,29-0,58).
EFFECT: allows to increase thermal aerodynamics characteristics of the tube row of the gas air cooling apparatus and improve conditions for streamlining tubes in the row with the exterior cooling environment and provides increasing thermal effectiveness of the apparatus at minimal metal consuming by the construction.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к конвективным поверхностям нагрева, а именно к рядам теплообменных труб, и может быть использовано в аппаратах воздушного охлаждения (АВО) газа.The invention relates to a power system, in particular to convective heating surfaces, and in particular to a series of heat-exchange pipes, and can be used in gas air coolers.

Известен трубный ряд с кольцевым оребрением, в котором ребра выполнены с [-образным профилем и в смежных рядах ориентированы своими изгибами навстречу друг другу для обеспечения турбулизации потока набегающего воздуха, а параметры теплообменных труб, связанные с коэффициентом оребрения, оптимизированы с целью обеспечения компактности и уменьшения металлоемкости при эффективной теплоотдаче (SU 1476254). Такие трубы сложны в изготовлении, а для их дистанцирования в ряду необходимы элементы сложной конфигурации.A tube row with annular finning is known, in which the ribs are made with an [-shaped profile and in adjacent rows are oriented towards each other with their bends to ensure turbulence of the incoming air flow, and the parameters of the heat exchange tubes associated with the finning coefficient are optimized to ensure compactness and reduce metal consumption with effective heat transfer (SU 1476254). Such pipes are difficult to manufacture, and to distance them in a row, elements of complex configuration are needed.

Наиболее близким к изобретению по своей сущности и достигаемому результату является трубный ряд аппарата воздушного охлаждения газа, состоящий из труб, которые последовательно размещены в ряду с шагом в осях. Трубы выполнены оребренными, а центральные продольные оси труб ориентированы преимущественно параллельно (см., например, В.Б. Кунтыш, А.Н. Бессонный и др. «Основы расчета и проектирования теплообменников воздушного охлаждения», Санкт-Петербург, Издательство «Недра», 1996, с. 36-40, рис.2.7).Closest to the invention in its essence and the achieved result is the pipe row of the gas air cooling apparatus, consisting of pipes that are sequentially placed in a row with a pitch in the axes. The pipes are finned, and the central longitudinal axis of the pipes are oriented mainly parallel (see, for example, VB Kuntysh, AN Bessonny, etc. “Basics of calculation and design of air-cooled heat exchangers”, St. Petersburg, Nedra Publishing House) , 1996, p. 36-40, Fig. 2.7).

Недостатком известных конструкций является их недостаточная тепловая эффективность, обеспечивающая возможность получения компактного теплообменного аппарата только с трубами большой протяженности. Увеличение длины труб до 18 м при традиционном их выполнении, способствуя повышению аппаратной тепловой мощности в связи с увеличением площади теплообмена, приводит к уменьшению жесткости и устойчивости трубного ряда, значительным прогибам в вертикальной плоскости, нарушению равномерного проходного сечения для воздуха, при этом ухудшаются гидродинамические условия обтекания трубного ряда и снижаются теплоаэродинамические характеристики аппаратов против расчетных.A disadvantage of the known designs is their lack of thermal efficiency, which makes it possible to obtain a compact heat exchanger only with long pipes. An increase in the length of pipes to 18 m during their traditional implementation, contributing to an increase in the apparatus heat capacity due to an increase in the heat transfer area, leads to a decrease in the stiffness and stability of the pipe row, significant deflections in the vertical plane, and a violation of the uniform flow cross section for air, while the hydrodynamic conditions worsen flow around the pipe row and the heat and aerodynamic characteristics of the apparatus are reduced against the calculated ones.

Задачей изобретения является повышение экономичности трубного ряда АВО газа в процессе его изготовления и эксплуатации, а также повышение надежности и долговечности.The objective of the invention is to increase the efficiency of the pipe series ABO gas in the process of its manufacture and operation, as well as improving reliability and durability.

Поставленная задача решается за счет того, что трубный ряд аппарата воздушного охлаждения газа, согласно изобретению, состоит из оребренных труб, последовательно размещенных в ряду с шагом в осях, составляющим 1,7-3,4 диаметра тела трубы без учета диаметра ребер, причем оребрение каждой трубы выполнено поперечным относительно центральной продольной оси трубы или расположенным под углом к упомянутой оси, а центральные продольные оси труб ориентированы преимущественно параллельно и расположены в условной плоскости, нормальной к вектору потока внешней охлаждающей среды, преимущественно воздуха, при этом трубы размещены с образованием в потоке в проекции на упомянутую условную плоскость аэродинамического затенения с различной аэродинамической прозрачностью, состоящего из участков полной аэродинамической непрозрачности, соответствующих проекциям на упомянутую плоскость собственно тел труб без учета оребрения, и участков с неполной аэродинамической прозрачностью, ограниченных каждый с одной стороны условной прямой, проходящей по вершинам ребер, а с другой стороны - контуром тела трубы по основаниям ребер, при этом трубы в трубном ряду приняты из условия, согласно которому соотношение на единицу площади упомянутой условной плоскости суммарных площадей упомянутых участков с различной аэродинамической непрозрачностью составляет соответственно (0,25-0,52):(0,29-0,58).The problem is solved due to the fact that the pipe row of the gas air-cooling apparatus according to the invention consists of finned tubes sequentially placed in a row with a pitch in the axes of 1.7-3.4 pipe diameters without taking into account the diameter of the ribs, each pipe is made transverse relative to the central longitudinal axis of the pipe or located at an angle to the said axis, and the central longitudinal axis of the pipes are oriented mainly in parallel and are located in a conventional plane normal to the vector along an eye of an external cooling medium, mainly air, while the pipes are placed in a stream in the projection onto the said conditional plane of aerodynamic shading with different aerodynamic transparency, consisting of sections of complete aerodynamic opacity corresponding to the projections on the said plane of the pipe bodies proper without taking into account fins, and sections with incomplete aerodynamic transparency, each limited on one side of the conditional line passing along the vertices of the ribs, and on the other hand, a con the body of the pipe along the base of the ribs, while the pipes in the pipe row are taken from the condition according to which the ratio per unit area of said conditional plane of the total areas of the said sections with different aerodynamic opacity is respectively (0.25-0.52) :( 0.29 -0.58).

Трубы в ряду могут быть расположены с зазорами между внешними кромками оребрений смежных труб и образованием зазорами в проекции на указанную условную плоскость участков полной аэродинамической прозрачности, суммарная площадь которых на единицу площади упомянутой условной плоскости составляет 0<S3≤0,46.Pipes in a row can be located with gaps between the outer edges of the fins of adjacent pipes and the formation of gaps in the projection onto the indicated conditional plane of sections of full aerodynamic transparency, the total area of which per unit area of the mentioned conditional plane is 0 <S 3 ≤0.46.

Трубы в ряду могут быть расположены с примыканием внешних кромок оребрения смежных труб друг к другу.Pipes in a row can be located adjacent to the outer edges of the fins of adjacent pipes to each other.

Трубы в ряду могут быть отделены друг от друга дистанцирующими элементами, выполненными в виде пластины с чередующимися по длине пластины выпуклыми и вогнутыми участками, образующими опорные площадки под трубы.Pipes in a row can be separated from each other by spacing elements, made in the form of a plate with convex and concave sections alternating along the length of the plate, forming supporting sites for the pipes.

По крайней мере, часть труб ряда могут быть выполнены не менее чем двухслойными из материалов с различной теплопроводностью.At least a part of the row pipes can be made of at least two-layer materials of different thermal conductivity.

По крайней мере, внешний слой труб может быть выполнен из материала с большей теплопроводностью, чем внутренний слой или внутренние слои.At least the outer layer of the pipes can be made of a material with higher thermal conductivity than the inner layer or inner layers.

Трубы могут быть выполнены биметаллическими.Pipes can be made bimetallic.

Внешний слой труб и их оребрение могут быть выполнены из высокотеплопроводного металла или сплавов, преимущественно из алюминиевого сплава с коэффициентом теплопроводности, не менее чем на 5% превышающим теплопроводность материала внутреннего слоя труб, в качестве которого использована предпочтительно сталь.The outer layer of pipes and their fins can be made of highly heat-conducting metal or alloys, mainly aluminum alloy with a thermal conductivity coefficient of not less than 5% higher than the thermal conductivity of the material of the inner layer of pipes, which is preferably used steel.

Внешний слой труб и их оребрение могут быть выполнены из меди или медьсодержащих сплавов.The outer layer of pipes and their fins can be made of copper or copper-containing alloys.

Внешний слой труб и их оребрение могут быть выполнены из высокопрочного и стойкого к агрессивным средам материала, преимущественно из титана или титансодержащих сплавов.The outer layer of pipes and their fins can be made of high-strength and resistant to aggressive media material, mainly titanium or titanium-containing alloys.

Внешняя поверхность труб и их оребрение могут быть покрыты высокотеплопроводным и стойким к агрессивным средам материалом, например слоем алюминия или меди, нанесенным анодированием или напылением, или плакированием.The outer surface of the pipes and their fins can be coated with highly thermally conductive and resistant to aggressive media material, for example, a layer of aluminum or copper, deposited by anodizing or spraying, or cladding.

Оребрение труб может быть выполнено в виде спирали из навитой на трубу и прикрепленной к ее корпусу ленты или в виде ребер, образованных накаткой внешнего слоя трубы.The finning of the pipes can be made in the form of a spiral made of a tape wound on the pipe and attached to its body, or in the form of ribs formed by knurling the outer layer of the pipe.

Внешний диаметр труб до основания ребер может составлять от 15 мм до 45 MM.The outer diameter of the pipes to the base of the ribs may be from 15 mm to 45 mm.

Толщина стенки труб может составлять от 0,9 до 3,5 мм.The wall thickness of the pipes can range from 0.9 to 3.5 mm.

Полная высота ребер труб может составлять от 0,27d до 0,85d, где d - внешний диаметр тела трубы без оребрения.The total height of the pipe ribs can be from 0.27d to 0.85d, where d is the external diameter of the pipe body without ribbing.

Шаг ребер труб может составлять от 1,8 мм до 5,4 мм.The pitch of the pipe ribs can be from 1.8 mm to 5.4 mm.

Ребра труб могут быть выполнены толщиной по их внешнему диаметру, составляющей от 0,3 мм до 2,5 мм, а в зоне сопряжения с внешней поверхностью трубы - от 0,5 мм до 3,5 мм, причем в этой зоне ребро может быть сопряжено с трубой по кривой, радиус которой не меньше половины толщины ребра в зоне сопряжения.The ribs of the pipes can be made with a thickness in their outer diameter of 0.3 mm to 2.5 mm, and in the interface zone with the outer surface of the pipe, from 0.5 mm to 3.5 mm, and in this zone the rib can be mates with the pipe along a curve whose radius is not less than half the thickness of the ribs in the mating zone.

Трубы могут быть выполнены биметаллическими с внешним диаметром внутренней несущей трубы, составляющим 25 мм, толщиной стенки 1,5-2,0 мм, полной высотой ребер труб 15-20 мм, толщиной ребра по его внешнему диаметру 0,5 мм, а в зоне сопряжения с внешней поверхностью внешнего слоя трубы 0,8 мм, причем толщина внешнего слоя труб составляет 1-1,5 мм.Pipes can be made bimetallic with an external diameter of the inner supporting pipe of 25 mm, a wall thickness of 1.5-2.0 mm, a full height of the pipe ribs 15-20 mm, a thickness of the rib along its outer diameter of 0.5 mm, and in the zone interfacing with the outer surface of the outer layer of the pipe is 0.8 mm, the thickness of the outer layer of the pipes being 1-1.5 mm.

Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью существенных признаков, состоит в повышении теплоаэродинамических характеристик трубного ряда за счет улучшения условий обтекания труб в ряду рабочей средой, а также повышении срока службы трубного ряда за счет обеспечения надежной фиксации труб в ряду при одновременном исключении зацепления ребер труб в ряду и отсутствии нарушения стабильности проходного сечения для охлаждающего воздуха за счет оптимизации параметров труб ряда. При этом увеличивается коэффициент теплоотдачи поверхности трубного ряда со стороны охлаждающего воздуха за счет выполнения труб двухслойными из материала для внешнего слоя с большей теплопроводностью, чем для внутреннего слоя, по которому проходит охлаждаемый газ. Кроме этого, увеличивается суммарная площадь теплообменной поверхности за счет увеличения плотности упаковки труб в ряду, а также повышается надежность и долговечность работы и снижается металлоемкость конструкции.The technical result provided by the given set of essential features consists in increasing the thermo-aerodynamic characteristics of the pipe row by improving the flow conditions of the pipes in the row with the working medium, as well as increasing the life of the pipe row by ensuring reliable fixation of the pipes in the row while excluding the engagement of the pipe ribs in the row and the absence of violation of the stability of the flow cross section for cooling air due to the optimization of the parameters of a number of pipes. In this case, the heat transfer coefficient of the surface of the pipe row from the side of the cooling air increases due to the double-layer pipes made of material for the outer layer with higher thermal conductivity than for the inner layer through which the cooled gas passes. In addition, the total heat exchange surface area increases due to an increase in the packing density of pipes in a row, as well as the reliability and durability of the work and the metal consumption of the structure are reduced.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 изображен трубный ряд АВО газа, вид сверху;figure 1 shows the pipe row ABO gas, top view;

на фиг.2 - фрагмент ряда теплообменных труб в разрезе;figure 2 is a fragment of a number of heat transfer pipes in section;

на фиг.3 - фрагмент оребренной теплообменной трубы трубного ряда.figure 3 is a fragment of a finned heat-exchange tube pipe series.

Трубный ряд аппарата воздушного охлаждения газа состоит из оребренных труб 1. Трубы выполнены с оребрением 2.The pipe series of the gas air-cooling apparatus consists of finned tubes 1. The tubes are made with fin 2.

Трубы 1 в ряду могут быть расположены с зазорами 3 между внешними кромками 4 оребрений 2 смежных труб 1.Pipes 1 in a row can be located with gaps 3 between the outer edges 4 of the fins 2 of adjacent pipes 1.

Трубы 1 в ряду могут быть расположены с примыканием внешних кромок 4 оребрения 2 смежных труб 1 друг к другу.Pipes 1 in a row can be located adjacent to the outer edges 4 of the fins 2 of adjacent pipes 1 to each other.

Трубы 1 в ряду могут быть отделены друг от друга дистанцирующими элементами 5, выполненными в виде пластины с чередующимися по длине пластины выпуклыми и вогнутыми участками, образующими опорные площадки 6 под трубы 1.Pipes 1 in a row can be separated from each other by distance elements 5, made in the form of a plate with convex and concave sections alternating along the length of the plate, forming supporting platforms 6 for pipes 1.

Часть труб 1 ряда могут быть выполнены не менее чем двухслойными из материалов с различной теплопроводностью.Part of the 1st row pipes can be made of at least two-layer materials of different thermal conductivity.

Внешний слой 7 труб 1 выполнен из материала с большей теплопроводностью, чем внутренний слой 8 или внутренние слои.The outer layer 7 of the pipes 1 is made of a material with higher thermal conductivity than the inner layer 8 or the inner layers.

Трубы выполнены биметаллическими.The pipes are bimetallic.

Внешний слой 7 труб 1 и их оребрение 2 выполнены из высокотеплопроводного металла или сплавов, преимущественно из алюминиевого сплава с коэффициентом теплопроводности, не менее чем на 5% превышающим теплопроводность материала внутреннего слоя 8 труб 1, в качестве которого использована предпочтительно сталь.The outer layer 7 of the pipes 1 and their fins 2 are made of highly heat-conducting metal or alloys, mainly of aluminum alloy with a thermal conductivity coefficient of not less than 5% higher than the thermal conductivity of the material of the inner layer 8 of the pipes 1, which is preferably used steel.

Внешний слой 7 труб 1 и их оребрение 2 могут быть выполнены из меди или медьсодержащих сплавов.The outer layer 7 of the pipes 1 and their fins 2 can be made of copper or copper-containing alloys.

Внешний слой 7 труб 1 и их оребрение 2 могут быть выполнены из высокопрочного и стойкого к агрессивным средам материала, преимущественно из титана или титансодержащих сплавов.The outer layer 7 of the pipes 1 and their fins 2 can be made of high strength and resistant to aggressive media material, mainly from titanium or titanium-containing alloys.

Внешняя поверхность труб 1 и их оребрение 2 могут быть покрыты высокотеплопроводным и стойким к агрессивным средам материалом, например слоем алюминия или меди, нанесенным анодированием или напылением, или плакированием.The outer surface of the pipes 1 and their fins 2 can be coated with a highly thermally conductive and resistant to aggressive media material, for example, a layer of aluminum or copper, deposited by anodizing or spraying, or plating.

Оребрение 2 труб 1 может быть выполнено в виде спирали из навитой на трубу 1 и прикрепленной к ее корпусу ленты или в виде ребер 9, образованных накаткой внешнего слоя 7 трубы 1.The fins 2 of the pipes 1 can be made in the form of a spiral made of a tape wound on the pipe 1 and attached to its body or in the form of ribs 9 formed by knurling the outer layer 7 of the pipe 1.

Внешний диаметр d труб 1 до основания ребер 9 составляет от 15 мм до 45 мм.The outer diameter d of the pipes 1 to the base of the ribs 9 is from 15 mm to 45 mm.

Толщина стенки труб 1 составляет от 0,9 до 3,5 мм.The wall thickness of the pipes 1 is from 0.9 to 3.5 mm.

Полная высота ребер 9 труб 1 составляет от 0,27d до 0,85d, где d - внешний диаметр тела трубы 1.The total height of the ribs 9 of the pipes 1 is from 0.27d to 0.85d, where d is the outer diameter of the body of the pipe 1.

Шаг ребер 9 оребрения 2 труб 1 составляет от 1,8 мм до 5,4 мм.The spacing of the ribs 9 of the fins 2 of the pipes 1 is from 1.8 mm to 5.4 mm.

Ребра 9 труб 1 выполнены толщиной по их внешнему диаметру, составляющей от 0,3 мм до 2,5 мм, а в зоне сопряжения с внешней поверхностью трубы 1 - от 0,5 мм до 3,5 мм, причем в этой зоне ребро 9 сопряжено с трубой 1 по кривой, радиус которой не меньше половины толщины ребра 9 в зоне сопряжения.The ribs 9 of the pipes 1 are made with a thickness along their outer diameter of 0.3 mm to 2.5 mm, and in the interface zone with the outer surface of the pipe 1, they are 0.5 mm to 3.5 mm, and a rib 9 in this zone mated to the pipe 1 along a curve whose radius is not less than half the thickness of the ribs 9 in the mating zone.

Трубы 1 выполнены биметаллическими с внешним диаметром, составляющим 25 мм, толщиной стенки 1,5-2,0 мм, полной высотой ребер 15-20 мм, толщиной ребра 9 по его внешнему диаметру 0,5 мм, а в зоне сопряжения с внешней поверхностью внешнего слоя 7 трубы 0,8 мм, причем толщина внешнего слоя 7 труб 1 составляет 1-1,5 мм.The pipes 1 are made bimetallic with an external diameter of 25 mm, a wall thickness of 1.5-2.0 mm, a full height of the ribs 15-20 mm, a thickness of the ribs 9 along its outer diameter of 0.5 mm, and in the interface zone with the outer surface the outer layer 7 of the pipe 0.8 mm, and the thickness of the outer layer 7 of the pipe 1 is 1-1.5 mm

Оребренные трубы 1 последовательно размещены в ряду с шагом в осях, составляющим от 1,7 до 3,4 диаметра тела трубы 1 без учета диаметра ребер 9.The finned tubes 1 are sequentially placed in a row with a pitch in the axes of 1.7 to 3.4 times the diameter of the body of the tube 1 without taking into account the diameter of the ribs 9.

Оребрение 2 каждой трубы 1 выполнено поперечным относительно центральной продольной оси трубы 1 или расположенным под углом к упомянутой оси.The fins 2 of each pipe 1 are made transverse relative to the Central longitudinal axis of the pipe 1 or located at an angle to the said axis.

Центральные продольные оси труб 1 ориентированы преимущественно параллельно и расположены в условной плоскости, нормальной к вектору потока внешней охлаждающей среды, преимущественно воздуха.The central longitudinal axis of the pipes 1 are oriented mainly in parallel and are located in a conventional plane normal to the flow vector of the external cooling medium, mainly air.

Трубы 1 размещены с образованием в потоке в проекции на упомянутую условную плоскость аэродинамического затенения с различной аэродинамической прозрачностью, состоящего из участков полной аэродинамической непрозрачности 10, соответствующих проекциям на упомянутую плоскость собственно тел труб 1 без учета оребрения, и участков с неполной аэродинамической прозрачностью 11, ограниченных каждый с одной стороны условной прямой, проходящей по вершинам ребер 9, а с другой стороны - контуром тела трубы 1 по основаниям ребер 9.Tubes 1 are placed with the formation in a stream in the projection onto the said conditional plane of aerodynamic shading with different aerodynamic transparency, consisting of sections of complete aerodynamic opacity 10, corresponding to projections onto the said plane of the pipe bodies 1 without taking into account fins, and sections with incomplete aerodynamic transparency 11, limited each on one side of a conditional straight line passing through the vertices of the ribs 9, and on the other hand, with the contour of the body of the pipe 1 along the bases of the ribs 9.

Трубы 1 в трубном ряду приняты из условия, согласно которому соотношение на единицу площади упомянутой условной плоскости суммарных площадей упомянутых участков 10 и 11 с различной аэродинамической непрозрачностью составляет соответственно (0,25-0,52): (0,29-0,58).Pipes 1 in the pipe row are adopted from the condition according to which the ratio per unit area of said conditional plane of the total areas of said sections 10 and 11 with different aerodynamic opacity is respectively (0.25-0.52): (0.29-0.58) .

Трубы 1 в ряду могут быть расположены с зазорами 3 между внешними кромками 4 оребрений 2 смежных труб 1 с образованием зазорами в проекции на указанную условную плоскость участков полной аэродинамической прозрачности 12, суммарная площадь которых на единицу площади упомянутой условной плоскости составляет 0<S3≤0,46.Pipes 1 in a row can be located with gaps 3 between the outer edges 4 of the fins 2 adjacent pipes 1 with the formation of gaps in the projection on the specified conditional plane sections of full aerodynamic transparency 12, the total area of which per unit area of the mentioned conditional plane is 0 <S 3 ≤0 , 46.

Предлагаемое устройство - трубный ряд аппарата воздушного охлаждения газа двухсекционного с 6 вентиляторами работает следующим образом. При подаче охлаждающего теплоносителя (воздуха) температурой 27°С на пучок оребренных теплообменных труб каждой секции, по которым транспортируют охлаждаемый природный газ на входе в АВО с давлением 8,35 МПа и входной после компримирования температурой 60°С, происходит обтекание пучка труб воздухом и контактный теплообмен с охлаждением газа на выходе до 40°С при потерях давления по газу менее 0,03 МПа. При этом за счет оптимизации параметров трубного ряда, повышающих теплоаэродинамические характеристики пучка в целом и улучшающих аэродинамические условия обтекания пучка охлаждающим теплоносителем, увеличивается суммарная площадь теплообменной поверхности за счет оптимизации оребрения труб в пучке.The proposed device is a pipe series of a two-section gas air cooling apparatus with 6 fans, which operates as follows. When a cooling coolant (air) with a temperature of 27 ° C is supplied to a bundle of finned heat-exchange pipes of each section through which cooled natural gas is transported at the inlet to the air-conditioning unit with a pressure of 8.35 MPa and a temperature of 60 ° C inlet after compression, air flows around the tube bundle and contact heat transfer with gas cooling at the outlet up to 40 ° С with gas pressure losses less than 0.03 MPa. At the same time, by optimizing the parameters of the pipe series, which increase the heat and aerodynamic characteristics of the beam as a whole and improve the aerodynamic conditions of the coolant flowing around the beam, the total area of the heat exchange surface increases due to the optimization of finning of pipes in the beam.

При заданных габаритах пучка теплообменных труб и расходе газа, который определяет внутренний диаметр труб, по которым проходит охлаждаемый газ, по заявляемым соотношениям определяются необходимые параметры теплообменных элементов.Given the dimensions of the heat exchange tube bundle and the gas flow rate, which determines the internal diameter of the pipes through which the cooled gas passes, the required parameters of the heat exchange elements are determined by the claimed ratios.

Аппарат воздушного охлаждения газа с нижним расположением вентиляторов работает следующим образом. При подаче охлаждающего теплоносителя (воздуха) на пучок оребренных теплообменных труб, по которым транспортируют природный газ, происходит обтекание пучка труб воздухом и контактный теплообмен. При этом за счет оптимизации параметров оребренных труб пучка, повышающих их теплоаэродинамические характеристики и улучшающих аэродинамические условия обтекания пучка охлаждающим теплоносителем, увеличивается суммарная площадь теплообменной поверхности за счет увеличения плотности упаковки труб в пучке.The apparatus for air cooling of gas with a lower arrangement of fans operates as follows. When a cooling coolant (air) is supplied to a bundle of finned heat-exchange pipes through which natural gas is transported, air flows around the tube bundle and contact heat transfer. In this case, due to the optimization of the parameters of the finned beam tubes, increasing their heat and aerodynamic characteristics and improving the aerodynamic conditions of the coolant flowing around the beam, the total heat exchange surface area increases due to an increase in the tube packing density in the beam.

Предлагаемое изобретение за счет оптимизации параметров трубного ряда АВО газа позволит повысить их теплоаэродинамические характеристики и улучшить условия обтекания труб в ряду внешней охлаждающей средой. Это обеспечит повышение тепловой эффективности аппарата при минимальной металлоемкости конструкции.The present invention by optimizing the parameters of the pipe series ABO gas will improve their thermo-aerodynamic characteristics and improve the flow around the pipes in a row with an external cooling medium. This will provide an increase in the thermal efficiency of the apparatus with a minimum metal consumption of the structure.

Claims (18)

1. Трубный ряд аппарата воздушного охлаждения газа, характеризующийся тем, что он состоит из оребренных труб, последовательно размещенных в ряду с шагом в осях, составляющим 1,7-3,4 диаметра тела трубы без учета диаметра ребер, причем оребрение каждой трубы выполнено поперечным относительно центральной продольной оси трубы или расположенным под углом к упомянутой оси, а центральные продольные оси труб ориентированы преимущественно параллельно и расположены в условной плоскости, нормальной к вектору потока внешней охлаждающей среды, преимущественно воздуха, при этом трубы размещены с образованием в потоке в проекции на упомянутую условную плоскость аэродинамического затенения с различной аэродинамической прозрачностью, состоящего из участков полной аэродинамической непрозрачности, соответствующих проекциям на упомянутую плоскость собственно тел труб без учета оребрения, и участков с неполной аэродинамической прозрачностью, ограниченных каждый с одной стороны условной прямой, проходящей по вершинам ребер, а с другой стороны - контуром тела трубы по основаниям ребер, при этом трубы в трубном ряду приняты из условия, согласно которому соотношение на единицу площади упомянутой условной плоскости суммарных площадей упомянутых участков с различной аэродинамической непрозрачностью составляет соответственно (0,25-0,52):(0,29-0,58).1. The pipe row of the gas air-cooling apparatus, characterized in that it consists of finned tubes sequentially placed in a row with a pitch in the axes of 1.7-3.4 pipe body diameters without taking into account the diameter of the ribs, and the ribbing of each pipe is made transverse relative to the central longitudinal axis of the pipe or located at an angle to the said axis, and the central longitudinal axis of the pipes are oriented mainly in parallel and are located in a conventional plane normal to the flow vector of the external cooling medium, mainly air, while the pipes are placed with the formation in the stream in the projection onto the said conditional plane of aerodynamic shading with different aerodynamic transparency, consisting of sections of complete aerodynamic opacity, corresponding to projections onto the said plane of the pipe bodies themselves without taking into account fins, and sections with incomplete aerodynamic transparency, each bounded on one side by a conditional straight line passing through the vertices of the ribs, and on the other hand, by the contour of the pipe body along the bases of the ribs, When the tubes in the tube row taken from the condition under which the ratio per unit area of said notional plane of total area of said sections with aerodynamic opacity varying amounts, respectively (0,25-0,52) :( 0,29-0,58). 2. Трубный ряд по п.1, отличающийся тем, что трубы в ряду расположены с зазорами между внешними кромками оребрений смежных труб и образованием зазорами в проекции на указанную условную плоскость участков полной аэродинамической прозрачности, суммарная площадь которых на единицу площади упомянутой условной плоскости составляет 0≤S3≤0,46.2. The pipe row according to claim 1, characterized in that the pipes in a row are located with gaps between the outer edges of the fins of adjacent pipes and the formation of gaps in the projection onto the specified conditional plane of the sections of full aerodynamic transparency, the total area of which per unit area of the said conditional plane is 0 ≤S 3 ≤0.46. 3. Трубный ряд по п.1, отличающийся тем, что трубы в ряду расположены с примыканием внешних кромок оребрения смежных труб друг к другу.3. The pipe row according to claim 1, characterized in that the pipes in a row are located adjacent to the outer edges of the fins of adjacent pipes to each other. 4. Трубный ряд по п.1, отличающийся тем, что трубы в ряду отделены друг от друга дистанцирующими элементами, выполненными в виде пластины с чередующимися по длине пластины выпуклыми и вогнутыми участками, образующими опорные площадки под трубы.4. The pipe row according to claim 1, characterized in that the pipes in a row are separated from each other by spacing elements made in the form of a plate with convex and concave sections alternating along the length of the plate, forming supporting platforms for the pipes. 5. Трубный ряд по п.1, отличающийся тем, что, по крайней мере, часть труб ряда выполнены не менее чем двухслойными из материалов с различной теплопроводностью.5. The pipe series according to claim 1, characterized in that at least part of the pipes of the series are made of at least two-layer materials of different thermal conductivity. 6. Трубный ряд по п.5, отличающийся тем, что, по крайней мере, внешний слой труб выполнен из материала с большей теплопроводностью, чем внутренний слой или внутренние слои.6. The pipe series according to claim 5, characterized in that at least the outer layer of the pipes is made of a material with greater thermal conductivity than the inner layer or inner layers. 7. Трубный ряд по п.5, отличающийся тем, что трубы выполнены биметаллическими.7. The pipe series according to claim 5, characterized in that the pipes are made bimetallic. 8. Трубный ряд по п.7, отличающийся тем, что внешний слой труб и их оребрение выполнены из высокотеплопроводного металла или сплавов, преимущественно из алюминиевого сплава, с коэффициентом теплопроводности, не менее чем на 5% превышающим теплопроводность материала внутреннего слоя труб, в качестве которого использована предпочтительно сталь.8. The pipe series according to claim 7, characterized in that the outer layer of the pipes and their fins are made of highly heat-conducting metal or alloys, mainly of aluminum alloy, with a thermal conductivity coefficient not less than 5% higher than the thermal conductivity of the material of the inner layer of pipes, as which is preferably used steel. 9. Трубный ряд по п.7, отличающийся тем, что внешний слой труб и их оребрение выполнены из меди или медьсодержащих сплавов.9. The pipe series according to claim 7, characterized in that the outer layer of the pipes and their fins are made of copper or copper-containing alloys. 10. Трубный ряд по п.7, отличающийся тем, что внешний слой труб и их оребрение выполнены из высокопрочного и стойкого к агрессивным средам материала, преимущественно из титана или титансодержащих сплавов.10. The pipe series according to claim 7, characterized in that the outer layer of the pipes and their fins are made of high-strength and resistant to aggressive media material, mainly from titanium or titanium-containing alloys. 11. Трубный ряд по п.7, отличающийся тем, что внешняя поверхность труб и их оребрение покрыты высокотеплопроводным и стойким к агрессивным средам материалом, например слоем алюминия или меди, нанесенным анодированием, или напылением, или плакированием.11. The pipe series according to claim 7, characterized in that the outer surface of the pipes and their fins are coated with a highly thermally conductive and resistant to aggressive media material, for example, a layer of aluminum or copper, applied by anodizing, sputtering, or cladding. 12. Трубный ряд по п.1, отличающийся тем, что оребрение труб выполнено в виде спирали из навитой на трубу и прикрепленной к ее корпусу ленты или в виде ребер, образованных накаткой внешнего слоя трубы.12. The pipe row according to claim 1, characterized in that the finning of the pipes is made in the form of a spiral made of a tape wound on the pipe and attached to its body or in the form of ribs formed by knurling the outer layer of the pipe. 13. Трубный ряд по п.1, отличающийся тем, что внешний диаметр труб до основания ребер составляет от 15 до 45 мм.13. The pipe row according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the pipes to the base of the ribs is from 15 to 45 mm. 14. Трубный ряд по п.1, отличающийся тем, что толщина стенки труб составляет от 0,9 до 3,5 мм.14. The pipe row according to claim 1, characterized in that the wall thickness of the pipes is from 0.9 to 3.5 mm 15. Трубный ряд по п.1, отличающийся тем, что полная высота ребер труб составляет от 0,27 до 0,85d, где d - внешний диаметр тела трубы без оребрения.15. The pipe row according to claim 1, characterized in that the total height of the pipe ribs is from 0.27 to 0.85d, where d is the outer diameter of the pipe body without fins. 16. Трубный ряд по п.1, отличающийся тем, что шаг ребер труб составляет от 1,8 до 5,4 мм.16. The pipe row according to claim 1, characterized in that the pitch of the ribs of the pipes is from 1.8 to 5.4 mm. 17. Трубный ряд по п.1, отличающийся тем, что ребра труб выполнены толщиной по их внешнему диаметру, составляющей от 0,3 до 2,5 мм, а в зоне сопряжения с внешней поверхностью трубы - от 0,5 до 3,5 мм, причем в этой зоне ребро сопряжено с трубой по кривой, радиус которой не меньше половины толщины ребра в зоне сопряжения.17. The pipe row according to claim 1, characterized in that the ribs of the pipes are made thick in their outer diameter, comprising from 0.3 to 2.5 mm, and in the interface with the outer surface of the pipe from 0.5 to 3.5 mm, moreover, in this zone the rib is conjugated to the pipe in a curve whose radius is not less than half the thickness of the rib in the mating zone. 18. Трубный ряд по п.1, отличающийся тем, что трубы выполнены биметаллическими с внешним диаметром внутренней несущей трубы, составляющим 25 мм, толщиной стенки 1,5-2,0 мм, полной высотой ребер труб 15-20 мм, толщиной ребра по его внешнему диаметру 0,5 мм, а в зоне сопряжения с внешней поверхностью внешнего слоя трубы 0,8 мм, причем толщина внешнего слоя труб составляет 1-1,5 мм.18. The pipe row according to claim 1, characterized in that the pipes are made bimetallic with an external diameter of the inner supporting pipe of 25 mm, a wall thickness of 1.5-2.0 mm, a full height of the pipe ribs 15-20 mm, the thickness of the ribs its outer diameter is 0.5 mm, and in the interface zone with the outer surface of the outer layer of the pipe 0.8 mm, and the thickness of the outer layer of pipes is 1-1.5 mm.
RU2004108981/06A 2004-03-26 2004-03-26 Tube row of a gas air cooling apparatus RU2266486C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004108981/06A RU2266486C1 (en) 2004-03-26 2004-03-26 Tube row of a gas air cooling apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004108981/06A RU2266486C1 (en) 2004-03-26 2004-03-26 Tube row of a gas air cooling apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004108981A RU2004108981A (en) 2005-10-10
RU2266486C1 true RU2266486C1 (en) 2005-12-20

Family

ID=35850697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004108981/06A RU2266486C1 (en) 2004-03-26 2004-03-26 Tube row of a gas air cooling apparatus

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2266486C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2476803C2 (en) * 2007-05-14 2013-02-27 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Device of indirect heat exchange and heat exchange method
RU193753U1 (en) * 2018-10-15 2019-11-13 Акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (АО "ОКБМ Африкантов") PASSIVE HEAT REMOVAL SYSTEM HEAT EXCHANGER MODULE
WO2021067663A1 (en) * 2019-10-04 2021-04-08 Rheem Manufacturing Company Heat exchanger tubes and tube assembly configurations

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Кунтыш В.Б., Бессонный А.Н. и др. Основы расчета и проектирования теплообменников воздушного охлаждения. Санкт-Петербург, "Недра", 1996, с. 36-40, рис. 2.7. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2476803C2 (en) * 2007-05-14 2013-02-27 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Device of indirect heat exchange and heat exchange method
RU193753U1 (en) * 2018-10-15 2019-11-13 Акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (АО "ОКБМ Африкантов") PASSIVE HEAT REMOVAL SYSTEM HEAT EXCHANGER MODULE
WO2021067663A1 (en) * 2019-10-04 2021-04-08 Rheem Manufacturing Company Heat exchanger tubes and tube assembly configurations

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004108981A (en) 2005-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4756585B2 (en) Heat exchanger tube for heat exchanger
JP5082120B2 (en) Heat exchanger
KR101569829B1 (en) Heat exchanger having wavy fin plate for reducing differential pressure of egr gas
US7334631B2 (en) Heat exchanger
US5329988A (en) Heat exchanger
CN103629952B (en) Duct type heat exchanger, its manufacture method and heat transmission equipment
WO2017101235A1 (en) Enhanced high-efficiency spiral tube heat exchanger
RU2289076C2 (en) Pipes with grooves for reversible usage at heat exchangers
CN101504261B (en) Longitudinal stream integral finned tube
CN102278907B (en) External-convex-type asymmetrical wave node pipe heat exchanger
US4854380A (en) Heat exchanger
RU2266486C1 (en) Tube row of a gas air cooling apparatus
CN204830966U (en) High -efficient condenser pipe is used to thermal power condenser
EP1602417B1 (en) Disk for forming a rolled fin tube.
CN207540401U (en) A kind of incorgruous finned tube baffling shell-and-tube heat exchanger
RU48042U1 (en) TUBE RANGE OF GAS AIR COOLING UNIT
RU38916U1 (en) BUNCH OF CURVED HEAT EXCHANGE PIPES OF GAS AIR COOLING UNIT
RU2266496C1 (en) Finned tube of the bundle of heat exchanging tubes of a gas air cooling apparatus
RU2266485C1 (en) Bundle of heat exchanging tubes for a gas air cooling apparatus
RU48046U1 (en) GAS PIPE BUNCH HEAT EXCHANGE PIPES GAS AIR COOLING UNIT
CN206131846U (en) One shot forming cooling tube is exempted from surely to scribble by compound bimetal
RU2283989C2 (en) Device for air cooling of gas
CN212390893U (en) Finned tube of heat exchanger
CN211373322U (en) Heat exchanger
RU2342616C1 (en) Plate-type heat exchanger

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070327