RU2612668C1 - Воздухо-воздушный теплообменный аппарат - Google Patents
Воздухо-воздушный теплообменный аппарат Download PDFInfo
- Publication number
- RU2612668C1 RU2612668C1 RU2015150559A RU2015150559A RU2612668C1 RU 2612668 C1 RU2612668 C1 RU 2612668C1 RU 2015150559 A RU2015150559 A RU 2015150559A RU 2015150559 A RU2015150559 A RU 2015150559A RU 2612668 C1 RU2612668 C1 RU 2612668C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- tubes
- oval
- heat exchanger
- several
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/06—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits having a single U-bend
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано, в частности, в области авиадвигателестроения в системах охлаждения воздуха и газа газотурбинных двигателей. Воздухо-воздушный теплообменный аппарат имеет кольцевую форму, состоит из нескольких теплообменных модулей, установленных под углом к направлению потока воздуха и представляющих собой конструкцию из нескольких трубок. Каждый из теплообменных модулей выполнен в виде нескольких пар концентрических U-образных трубок овальной формы, собранных зацело. Большая ось овальных трубок направлена вдоль направления потока наружного воздуха, а отношение длины большой оси овала к малой оси овала выполнено в диапазоне 1:5-1:100. U-образные овальные трубки снабжены интенсификаторами течения воздуха в виде системы ребер наружной и внутренней поверхности овальных трубок. Изобретение позволяет увеличить эффективность теплообмена с сохранением уровня гидравлических потерь во внутреннем и наружном контуре и снизить пульсации колебаний воздуха (газа) наружного контура. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано, в частности, в области авиадвигателестроения в системах охлаждения воздуха и газа газотурбинных двигателей.
Известен воздухо-воздушный теплообменный аппарат, имеющий кольцевую форму, состоящий из нескольких теплообменных модулей, установленных под углом к набегающему потоку воздуха и представляющих собой конструкцию из нескольких трубок (патент RU №2488710, опубл. 27.07.2013 г.).
Недостатком известного теплообменного аппарата является низкий коэффициент эффективности теплообмена, заключающийся в использовании пучка трубок с неравномерным коэффициентом теплопередачи к наружному (холодному) воздуху, вызывающему неэффективное использование наружной поверхности трубок, также в отсутствии интенсификации течения по внутреннему (горячему) и наружному (холодному) контуру.
Задача настоящего изобретения заключается в устранении перечисленных недостатков прототипа.
Техническими результатами, достигаемыми при использовании заявленного изобретения, являются увеличение эффективности теплообмена с сохранением уровня гидравлических потерь во внутреннем и наружном контуре и снижение пульсации колебаний воздуха (газа) наружного контура.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном воздухо-воздушном теплообменном аппарате, имеющем кольцевую форму, состоящем из нескольких теплообменных модулей, установленных под углом к направлению потока воздуха и представляющих собой конструкцию из нескольких трубок, согласно изобретению, каждый из теплообменных модулей выполнен в виде нескольких пар концентрических U-образных трубок овальной формы, собранных зацело, большая ось овальных трубок направлена вдоль направления потока наружного воздуха, а отношение длины большой оси овала к малой оси овала выполнено в диапазоне 1:5-1:100, причем U-образные овальные трубки снабжены интенсификаторами течения воздуха в виде системы ребер наружной и внутренней поверхности овальных трубок.
Концентрические U-образные овальные трубки могут быть выполнены в виде гофрированных поверхностей.
Концентрические U-образные овальные трубки воздухо-воздушного теплообменного аппарата могут быть собраны зацело при помощи нескольких рядов шпилек с промежуточными кольцами.
Концентрические U-образные овальные трубки могут быть собраны зацело при помощи наружных ребер методом сварки или выращены совместно методом аддитивной технологии.
Концентрические U-образные трубки овальной формы позволяют компактно разместить теплообменный аппарат в конструкции с заданными габаритами, обеспечивают плавность протекания воздуха внутреннего контура, снижают пульсации колебаний воздуха наружного контура.
Большая ось овальных трубок, направленная вдоль направления потока наружного воздуха, обеспечивает плавность обтекания воздухом наружного контура, обеспечивает заданный расход воздуха внутреннего контура.
При выборе отношения длины большой оси овала к малой оси овала в диапазоне 1:5-1:100, соотношение 1:5 - минимальное эффективное при заданном расходе воздуха внутреннего контура, уменьшающее осевой габаритный размер (вдоль большой оси овальных трубок) теплообменного аппарата. Соотношение 1:100 - максимальное при заданном расходе воздуха внутреннего контура, при котором достигается наибольший коэффициент эффективности теплообмена без превышения допустимого гидравлическом сопротивлении воздуха наружного контура.
Использование интенсификаторов течения воздуха в виде системы ребер наружной и внутренней поверхности овальных трубок увеличивает коэффициент эффективности теплообмена, способствует увеличению прочности и жесткости теплообменного аппарата.
Выполнение U-образных овальных трубок в виде гофрированных поверхностей, увеличивает коэффициент эффективности теплообмена, способствует увеличению жесткости теплообменного аппарата и снижению пульсации колебаний воздуха наружного контура.
Для организации отвода охлаждаемого воздуха имеется выходной собирающий патрубок.
Для обеспечения надежной работы теплообменных модулей между теплообменниками могут быть установлены демпфирующие элементы, гасящие колебания конструкции.
На рис. 1 и 2 представлена принципиальная схема воздухо-воздушного теплообменника.
Воздухо-воздушный теплообменный аппарат состоит из нескольких пар концентрических U-образных овальных трубок 1, выполненных в виде гладкой или гофрированной (на чертеже не показано) поверхности и расположенных под острым углом α к направлению потока наружного воздуха, снабженных системой ребер 2, расположенной на наружной поверхности U-образных овальных трубок, омываемой охлаждающим воздухом, и системой ребер 3, расположенной на внутренней поверхности U-образных овальных трубок, омываемой охлаждаемым воздухом. U-образные овальные трубки собраны в пакет на фланце 4 крепления к перфорированному корпусу 5 и стянуты между собой шпилькой 6 с применением промежуточных колец 7. Между блоками теплообменного аппарата расположены демпфирующие элементы 8. Охлажденный воздух на выходе из теплообменного аппарата проходит через выходной собирающий патрубок 9.
Устройство работает следующим образом.
Горячий воздух (газ) внутреннего контура через перфорированный корпус 5 проходит внутри концентрических U-образных овальных трубок 1 теплообменного аппарата и охлажденным выходит через собирающий патрубок 9. Теплопередача от горячего воздуха (газа) внутреннего контура к металлу стенки осуществляется внутри концентрических U-образных овальных трубок 1, благодаря системе ребер 3, расположенной на внутренней поверхности U-образных овальных трубок. Теплопередача от металла стенки к холодному воздуху наружного контура осуществляется снаружи концентрических U-образных овальных трубок 1, благодаря системе ребер 2, расположенной на наружной поверхности U-образных овальных трубок. Холодный воздух (газ) наружного контура при обтекании снаружи концентрических U-образных овальных трубок 1 нагревается. Система ребер 2, расположенная на наружной поверхности U-образных овальных трубок, построена таким образом, что разрушает пульсации колебаний воздуха (газа) наружного контура.
При реализации заявленного воздухо-воздушного теплообменного аппарата увеличивается эффективность теплообмена с сохранением уровня гидравлических потерь во внутреннем и наружном контуре и снижаются пульсации колебаний воздуха (газа) наружного контура.
Claims (4)
1. Воздухо-воздушный теплообменный аппарат, имеющий кольцевую форму, состоящий из нескольких теплообменных модулей, установленных под углом к набегающему потоку воздуха и представляющих собой конструкцию из нескольких трубок, отличающийся тем, что каждый из теплообменных модулей выполнен в виде нескольких пар концентрических U-образных трубок овальной формы, собранных зацело, большая ось овальных трубок направлена вдоль направления потока воздуха, а отношение длины большей оси овала к малой оси овала выполнено в диапазоне 1:5 - 1:100, причем U-образные овальные трубки снабжены интенсификаторами течения воздуха в виде системы ребер наружной и внутренней поверхности трубок.
2. Воздухо-воздушный теплообменный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что U-образные овальные трубки выполнены в виде гофрированных поверхностей.
3. Воздухо-воздушный теплообменный аппарат по п. 1 или 2, отличающийся тем, что концентрические U-образные овальные трубки собраны зацело при помощи нескольких рядов шпилек с промежуточными кольцами.
4. Воздухо-воздушный теплообменный аппарат по п. 1 или 2, отличающийся тем, что концентрические U-образные овальные трубки собраны зацело при помощи ребер наружной поверхности трубок.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015150559A RU2612668C1 (ru) | 2015-11-26 | 2015-11-26 | Воздухо-воздушный теплообменный аппарат |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015150559A RU2612668C1 (ru) | 2015-11-26 | 2015-11-26 | Воздухо-воздушный теплообменный аппарат |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2612668C1 true RU2612668C1 (ru) | 2017-03-13 |
Family
ID=58458031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015150559A RU2612668C1 (ru) | 2015-11-26 | 2015-11-26 | Воздухо-воздушный теплообменный аппарат |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2612668C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022067024A1 (en) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | Rheem Manufacturing Company | Adjustable capacity heat exchanger |
RU2819266C1 (ru) * | 2023-12-20 | 2024-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательно учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" | Воздушно-жидкостный теплообменный аппарат |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4139104C1 (ru) * | 1991-11-28 | 1993-05-27 | Mtu Muenchen Gmbh | |
RU2154248C1 (ru) * | 1999-02-01 | 2000-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ТАРК" | Трубчатый воздухоподогреватель гтд |
US20100276131A1 (en) * | 2007-09-11 | 2010-11-04 | Barwig Juergen | Heat exchanger, particularly for a motor vehicle |
RU2488710C1 (ru) * | 2012-04-18 | 2013-07-27 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Двухконтурный турбореактивный двигатель |
-
2015
- 2015-11-26 RU RU2015150559A patent/RU2612668C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4139104C1 (ru) * | 1991-11-28 | 1993-05-27 | Mtu Muenchen Gmbh | |
RU2154248C1 (ru) * | 1999-02-01 | 2000-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ТАРК" | Трубчатый воздухоподогреватель гтд |
US20100276131A1 (en) * | 2007-09-11 | 2010-11-04 | Barwig Juergen | Heat exchanger, particularly for a motor vehicle |
RU2488710C1 (ru) * | 2012-04-18 | 2013-07-27 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Двухконтурный турбореактивный двигатель |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022067024A1 (en) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | Rheem Manufacturing Company | Adjustable capacity heat exchanger |
US11512901B2 (en) | 2020-09-25 | 2022-11-29 | Rheem Manufacturing Company | Adjustable capacity heat exchanger |
RU2819266C1 (ru) * | 2023-12-20 | 2024-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательно учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" | Воздушно-жидкостный теплообменный аппарат |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4316435A (en) | Boiler tube silencer | |
RU2012105425A (ru) | Термоэлектрическое устройство с трубными пучками | |
US20060231243A1 (en) | Egr cooler | |
RU2612668C1 (ru) | Воздухо-воздушный теплообменный аппарат | |
KR101808018B1 (ko) | 동파이프 파손 방지구조와 열교환 성능이 개선된 산업용 열교환기 | |
JP2013164245A (ja) | 復水器 | |
RU2019135285A (ru) | Силовая установка для летательного аппарата, содержащая теплообменники типа воздух-жидкость | |
US10844847B2 (en) | Thermoacoustic engine | |
US3336974A (en) | Serpentine tube boiler | |
KR20160074655A (ko) | 열교환기 | |
RU2699851C1 (ru) | Трубчатый теплообменник | |
US20150075166A1 (en) | Sound damper for evaporation channels in steam power plants with air condensers | |
CN203867701U (zh) | 套管式水冷中冷器 | |
JP2019078419A5 (ru) | ||
RU187878U1 (ru) | Модульный змеевиковый теплообменник | |
RU2294503C1 (ru) | Многосекционный теплообменник | |
RU142473U1 (ru) | Однотрубный газоохладитель | |
JP2017194223A (ja) | 熱交換装置 | |
CN112393634B (zh) | 一种余热利用环路热管系统 | |
US10253656B2 (en) | Rankine cycle system for vehicle | |
CN112393632B (zh) | 一种环路热管系统间歇式轮换换热的方法 | |
CN104061059A (zh) | 套管式水冷中冷器 | |
CN112393633B (zh) | 一种放热管组管径变化的环路热管系统 | |
RU2584749C1 (ru) | Турбокомпрессорная энергетическая установка | |
US1982010A (en) | Heat transfer apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |