RU48042U1

RU48042U1 - TUBE RANGE OF GAS AIR COOLING UNIT

Info

Publication number: RU48042U1
Application number: RU2004109031/22U
Authority: RU
Inventors: В.А. Берестов; С.Б. Шляхов
Original assignee: Линников Егор Владимирович; Авдонин Александр Николаевич
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2005-09-10

Abstract

Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности к конвективным поверхностям нагрева, а именно к рядам теплообменник труб, и может быть использовано в аппаратах воздушного охлаждения (АВО) газа. Трубный ряд состоит из оребренных труб, последовательно размещенных в ряду. Центральные продольные оси труб ориентированы преимущественно параллельно и расположены в условной плоскости, нормальной к вектору потока внешней охлаждающей среды преимущественно воздуха. 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. 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). Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, состоит в повышении теплоаэродинамических характеристик трубного ряда АВО газа и улучшении условий обтекания труб в ряду внешней охлаждающей средой, что обеспечит повышение тепловой эффективности аппарата при минимальной металлоемкости конструкции.11The utility model relates to a power system, in particular, to convective heating surfaces, namely to the rows of a pipe heat exchanger, and can be used in gas air coolers. The pipe row consists of finned tubes sequentially placed in a row. 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. Pipes are placed with the formation in a stream in a projection onto the said conditional plane of aerodynamic shading with different aerodynamic transparency, consisting of sections of complete aerodynamic opacity, corresponding to projections on the said plane of the pipe bodies themselves without taking into account fins, and sections with incomplete aerodynamic transparency, each limited on one side conditional straight line passing along the vertices of the ribs, and on the other hand, by the contour of the pipe body along the bases of the ribs. Pipes in the pipe row are taken from the condition that 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). The technical result provided by the utility model consists in increasing the thermo-aerodynamic characteristics of the pipe row of the gas air heater and improving the flow conditions of the pipes in the row with an external cooling medium, which will increase the thermal efficiency of the apparatus with a minimum metal consumption of the structure.11

Description

Трубный ряд аппарата воздушного охлаждения газаPipe row of gas air cooling apparatus

Полезная модель 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 utility model 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 настоящей полезной модели 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 real utility model 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 et al. “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 полезной модели является повышение экономичности трубного ряда АВО газа в процессе его изготовления и эксплуатации, а также повышение надежности и долговечности.The objective of the utility model is to increase the cost-effectiveness of the pipe series of air-cooled gas in the process of its manufacture and operation, as well as to increase reliability and durability.

Поставленная задача в настоящей полезной модели решается за счет того, что трубный ряд аппарата воздушного охлаждения газа состоит из оребренных труб, последовательно размещенных в ряду, 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 in this utility model is solved due to the fact that the pipe row of the gas air-cooling apparatus consists of finned tubes arranged in series in a row, and the central longitudinal axis of the pipes are oriented mainly in parallel and are located in a conditional plane normal to the flow vector of the external cooling medium air, while the pipes are placed with the formation in the stream in the projection onto the mentioned conditional plane of aerodynamic shading with different aerodynamic transparency a zone consisting of sections of complete aerodynamic opacity, corresponding to projections onto the said plane of the pipe bodies proper without taking into account ribbing, and sections with incomplete aerodynamic transparency, each limited on one side by a conditional straight line running along the vertices of the ribs, and on the other hand, by the outline of the pipe body along the edges 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 said sections with different aerodynamic opacity is respectively (0,25-0,52) :( 0,29-0,58).

Трубы в ряду могут быть расположены с шагом в осях, составляющим 1,7-3,4 диаметра тела трубы без учета диаметра ребер. Оребрение каждой трубы может быть выполнено поперечным относительно центральной продольной оси трубы или может быть расположенным под углом к упомянутой оси 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 может составлять 0<S₃≤0,46.Pipes in a row can be arranged in increments in axes of 1.7-3.4 pipe body diameters without taking into account the diameter of the ribs. The finning of each pipe can be made transverse relative to the central longitudinal axis of the pipe or can be located at an angle to the said axis with gaps between the outer edges of the fins of adjacent pipes and the gaps in the projection onto the indicated conditional plane of the sections of full aerodynamic transparency, the total area of which per unit area of the mentioned conditional plane can be 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.

Труб в ряду могут быть отделены друг от друга дистанцирующими элементами, выполненными в виде пластины, с чередующимися по длине Pipes in a row can be separated from each other by spacing elements made in the form of a plate with alternating lengths

пластины выпуклыми и вогнутыми участками, образующими опорные площадки под трубы.plates with convex and concave sections forming supporting platforms for pipes.

По крайней мере, часть труб ряда могут быть выполнены не менее, чем двухслойными из материалов с различной теплопроводностью.At least part of the tubes of the series can be made not less than two-layer of materials with 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 of aluminum alloy with a thermal conductivity of at least 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 мм.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, составляющим от 0,3 мм до 2,5 мм, а в зоне сопряжения с внешней поверхностью The ribs of the pipes can be made thick in their outer diameter, comprising from 0.3 mm to 2.5 mm, and in the interface zone with the outer surface

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.pipes - from 0.5 mm to 3.5 mm, and in this zone the rib can be mated with the pipe along a curve whose radius is not less than half the thickness of the rib 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 настоящей полезной моделью, 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 this utility model 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 the pipe series. 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 полезной модели поясняется чертежами, где:The essence of the utility model 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 - то же, вид по А-А на фиг.1, фрагмент;figure 2 is the same, a view along aa in figure 1, a fragment;

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 not less than two-layer of materials with 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 of at least 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 титансо держащих 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 cladding.

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 MM.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 высоты 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 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 of the sections of full aerodynamic transparency

12, суммарная площадь которых на единицу площади упомянутой условной плоскости составляет 0<S₃≤0,46.12, the total area of which per unit area of said 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, due to the optimization of the parameters of the pipe series that increase the heat and aerodynamic characteristics of the beam as a whole and improve the aerodynamic conditions of the flow of coolant around the beam, the total area of the heat exchange surface increases due to the optimization of finning of pipes in the beam.

Предлагаемая полезная модель за счет оптимизации параметров трубного ряда аппарата воздушного охлаждения 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 proposed utility model, by optimizing the parameters of the pipe series of the gas air-cooling apparatus, will make it possible to increase 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

1. The pipe row of the gas air-cooling apparatus, characterized in that it consists of finned tubes arranged sequentially in a row, the central longitudinal axis of the pipes being oriented mainly parallel, characterized in that the central longitudinal axis of the pipes are located in a plane normal to the external flow vector cooling medium, mainly air, while the pipes are placed with the formation in the stream in the projection onto the aforementioned plane of aerodynamic shading with different aerodynamic transparency a region consisting of sections of complete aerodynamic opacity, corresponding to projections onto the said plane of the pipe bodies proper without taking into account ribbing, and sections with incomplete aerodynamic transparency, each limited on one side by a conditional straight line running along the vertices of the ribs, and on the other hand, by the outline of the pipe body along the edges of the ribs, while the ratio per unit area of the said plane of the total areas of the said sections with different aerodynamic opacity is respectively (0.25-0.52) : (0.29-0.58).

2. The pipe row according to claim 1, characterized in that the pipes in a row are arranged in increments in axes of 1.7-3.4 times the diameter of the pipe body, without taking into account the diameter of the ribs, the finning of each pipe being transverse relative to the central longitudinal axis of the pipe or located at an angle to the axis with gaps between the outer edges of the fins of adjacent pipes and the formation of gaps in the projection on the specified conditional plane of the sections of full aerodynamic transparency, the total area of which per unit area of the said conditional plane with nent 0 <S ₃ ≤0,46.

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. 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. The pipe series according to claim 1, characterized in that at least a portion of the pipes in the series are made of at least two-layer materials of different thermal conductivity.

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. The pipe series according to claim 5 or 6, characterized in that the pipes are made bimetallic.

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 aluminum alloy with a thermal conductivity of at least 5% higher than the thermal conductivity of the material of the inner layer of pipes, which is used as preferably steel.

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. 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. 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, an aluminum or copper layer deposited by anodizing, sputtering, or cladding.

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. 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. 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. 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. 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. The pipe row according to claim 1, characterized in that the ribs of the pipes are made with a thickness along their outer diameter of 0.3 to 2.5 mm, and in the interface zone 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. 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 the pipes is 1-1.5 mm.