SU1122143A1 - Heat-exchanging member - Google Patents

Heat-exchanging member Download PDF

Info

Publication number
SU1122143A1
SU1122143A1 SU833548599A SU3548599A SU1122143A1 SU 1122143 A1 SU1122143 A1 SU 1122143A1 SU 833548599 A SU833548599 A SU 833548599A SU 3548599 A SU3548599 A SU 3548599A SU 1122143 A1 SU1122143 A1 SU 1122143A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
area
heat
holes
solid
edge
Prior art date
Application number
SU833548599A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.И. Перепелица
Р.С. Пометько
Original Assignee
Предприятие П/Я В-2679
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 Предприятие П/Я В-2679 filed Critical Предприятие П/Я В-2679
Priority to SU833548599A priority Critical patent/SU1122143A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1122143A1 publication Critical patent/SU1122143A1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

ТЕПЛООБМЕННЬЙ ЭЛЕМЕНТ,содержащш размещенные внутри, трубы попе речные сплошные ребра, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  критической мсщности при дисперсно-кольцевом и дисперсном режимах течени  теплоносител , между сплошными ребрами на рассто нии от них не более ста диаметров трубы установлено ребро с отверсти ми или впадинами, причем площадь отверстий составл ет 15-76% площади сплошного ребра, а площадь впадин составл ет 25-76% площади сплошного ребра. -I /HEAT EXCHANGE ELEMENT, containing tubes placed inside, transverse solid fins, characterized in that, in order to increase the critical mass at the dispersed-annular and dispersed modes of flow of heat-transfer fluid or holes, and the area of the holes is 15-76% of the area of the solid edge, and the area of the cavities is 25-76% of the area of the solid edge. -I /

Description

К г7G7

U2. fU2. f

INDIND

toto

OiaOia

oo 1 Изобретение относитс  к области  дерной энергетики и может быть использовано в парогенераторах, тепло обменниках  дерных реакторах, а именно дл  теплообменных трубчатых поверхностей твэлов, парогенераторов , теплообменников. Известны -тепловьщел ющие элементы , внутрерч  :трубчйта  оболочка которых снабжена коггрцевыми гофрами Гофрировка внутрен1|ей (Трубчатой поверхности создает турбу.1шзацию пото ка теплоносител  дчто приводит к повьйпению критической мощности, но это повьшение  вл етс  недостаточным . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  теплообменный элемент, содержащий размещенные внутри трубы поперечные сплошные ребра. Турбулизаци  потока теплоносител , вызываема  этими ребрами, приводит к увеличение критической мощности (критического теплового потока), причем максимальное увеличение наблюдаетс  при частом расположении ребер. Недостатком прототипа  вл етс  небольша  критическа  мощность теплообменного элемента при .дисперснокольцевом и дисперсном режимах тече ни  теплоносител . Дисперсно-кольцевой режим течени  характеризуетс  наличием пара и капель жидкости в  дре потока и микропленки жидкости на теплоотдающей поверхности, а при дисперсном режиме течени  пленка отсутствует. Целью изобретени   вл етс  увели чение критической мощности при дисперсно-кольцевом и дисперсном режимах течени . Указанна  цель достигаетс  тем, что в теплообменном элементе,.содер жащем размещенные внутри трубы поперечные сплощные ребра, между сплошными ребрами на рассто нии от них не более ста диаметров трубы установлено ребро с отверсти ми или впадинами, причем площадь отвер тий составл ет от 15 до 76% от площади сплошного ребра, а площадь впадин составл ет от 25 до 76% от площади сплошного ребра. На фиг. 1 изображен продольный разрез теплообменного элемента; на фиг. 2 - сечение А-А теплообменног элемента, снабженного ребром с 3 2 отверсти ми; на фиг. 3 - сечение А-А теплообменного элемента, снабженного ребром с впадинами на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5-8 - физические характеристики теплообменного элемента. Теплообменный элемент имеет обычное сплошное ребро 1 и ребро 2, Имеющее отверсти  или впадины. Отверсти  и впадины могут иметь различную конфигурацию. Например, на фиг. 2 и 3 изображены ребра с полукольцевыми отверсти ми и пр моугольными впадинами. Ребро с впадинами может быть заменено совокупностью нуклевок, нанесенных по окружности на поверхности трубы, а ребро-гофрой . На фиг. 4 изображено поперечное сечение теплообменного элемента с обычным ребром. На фиг. 5-6 представлены зависимости критического теплового потока q от безразмерного рассто ни  от диафрагмы калибра z/d (z - рассто ние от дифрагмы, d - диаметр канала). На фиг. 7 представлена зависимость критического теплового потока на рассто нии 50 калибров от диафрагмы. От относительной величины площади отверстий FoTfe 100% (,- площадь отверстий , Fpgj- площадь ребра) . На этой же фигуре показана зависимость перепада давлени  на диафрагме. На фиг. 8 представлены зависимости теплового потока (при наличии пленки жидкости перед диафрагмой) от безразмерного рассто ни  от диафрагмы . Цифрами 3-15 на фиг. 5-8 обозначены характеристики дл  следующих условий: гладка  труба 3 (диафрагма с внутренним диамйтром, равным диаметру гладкой трубы d ); обьшное ребро 4, имитируемое дифрагмой; обычное ребро 5, имитируемое разрезной шайбой; ребра с отверсти ми (6 - 0,3, 7 - & 0,5-10-м); два обычных ребра 8, наход щихс  на рассто нии 25-10 м одно от другого , 9 - 11 - комбинаци  ребра с отверсти ми и обычного ребра (9 - 0,3; Ш -5 0,5; 11 О,7510 м); 12, 13 - ребро с впадинами (12-е 1j13-P 240); 14, 15 - комбинаци  ребра с впадина3oo 1 The invention relates to the field of nuclear energy and can be used in steam generators, heat exchangers of nuclear reactors, namely for heat exchange tubular surfaces of fuel elements, steam generators, heat exchangers. The following elements are known: heat insulation elements, inner pipes: the shell of which is equipped with coffer corrugations. The corrugation is internal. The tubular surface creates a turbulence. to the invention is a heat exchange element containing transverse solid fins placed inside the pipe. The turbulization of the flow of heat-transfer fluid caused by these fins leads to the critical power (critical heat flux), and the maximum increase is observed with the frequent arrangement of the ribs. The prototype has a small critical power of the heat exchanger element in the dispersed-ring and dispersed flow regimes of the coolant. flow and microfilm of the liquid on the heat transfer surface, and in the dispersed flow regime there is no film. The aim of the invention is to increase the critical power in the dispersed-annular and dispersed flow regimes. This goal is achieved by the fact that in the heat exchange element containing transverse flat ribs placed inside the pipe, between the solid fins at a distance of not more than one hundred pipe diameters there is an edge with holes or depressions, the area of the holes from 15 to 76% of the area of the solid edge, and the area of the depressions is from 25 to 76% of the area of the solid edge. FIG. 1 shows a longitudinal section of the heat exchange element; in fig. 2 - section A-A of the heat exchanging element equipped with an edge with 3 2 holes; in fig. 3 shows a section A-A of the heat exchange element provided with a ridge with depressions in FIG. 4 is a section BB in FIG. one; in fig. 5-8 - physical characteristics of the heat exchange element. The heat exchange element has the usual solid edge 1 and edge 2, which has holes or cavities. Holes and hollows may have a different configuration. For example, in FIG. Figures 2 and 3 depict ribs with semicircular holes and rectangular depressions. The edge with cavities can be replaced by a set of nuclei applied along the circumference on the surface of the pipe, and the edge is corrugated. FIG. 4 shows a cross section of a heat exchange element with a conventional rib. FIG. Figures 5-6 show the dependences of the critical heat flux q on the dimensionless distance on the diaphragm of the z / d caliber (z is the distance from the diffraction, d is the channel diameter). FIG. Figure 7 shows the dependence of the critical heat flux at a distance of 50 calibers on the diaphragm. From the relative size of the area of the FoTfe holes 100% (, is the area of the holes, Fpgj is the rib area). This figure also shows the pressure drop across the diaphragm. FIG. Figure 8 shows the dependences of the heat flux (in the presence of a liquid film in front of the diaphragm) on the dimensionless distance from the diaphragm. Figures 3-15 in FIG. 5-8 indicate the characteristics for the following conditions: smooth pipe 3 (diaphragm with internal diameter equal to the diameter of smooth pipe d); common edge 4 simulated by diffraction; regular edge 5, simulated by a split washer; ribs with holes (6 - 0.3, 7 - & 0.5-10 m); two conventional ribs 8 located 25–10 m apart from each other, 9–11 — a combination of a rib with holes and a conventional rib (9–0.3; W –5 0.5; 11 O, 7510 m) ; 12, 13 - an edge with hollows (12th 1j13-P 240); 14, 15 — edge combination with trough3

ми и обычного ребра (14 - Р 2j 15 - Е 2,5-10 м).mi and ordinary ribs (14 - P 2j 15 - E 2.5-10 m).

Элемент работает следующим образом . На вход в теплообменный элемент подаетс  теплоноситель с заданными входными параметрами. Направление течени  теплоносител  показано на фиг. 1 стрелкой. В зависимости от величины подводимого теплового потока теплоноситель может иметь различное паросодержание на выходе элемента .The element works as follows. A coolant with specified input parameters is supplied to the entrance to the heat exchange element. The direction of flow of the coolant is shown in FIG. 1 arrow. Depending on the amount of heat flow supplied, the coolant may have different steam content at the element outlet.

На фиг. 5-6 видно, что установка обычного сплошного ребра приводит к увеличению критического теплового потока по сравнению с гладкой трубой , причем с увеличением количества ребер эффективность возрастает. Наличие отверстий или впадин в ребре уменьшает его эффективность, но комбинаци  ребра с впадинами или отверсти ми и обычного сплошного ребра может увеличить прирост критического теплового потока по сравнению с приростом критического теплового потока, Вызванного суммарным турбулизирующим воздействием двух обычных сплошных ребер.FIG. 5-6, the installation of a conventional solid rib leads to an increase in the critical heat flux compared to a smooth pipe, and with increasing number of ribs, the efficiency increases. The presence of holes or cavities in the rib reduces its efficiency, but a combination of a rib with valleys or holes and a conventional solid rib can increase the increase in critical heat flux compared to the increase in critical heat flux Caused by the total turbulizing effect of two ordinary solid edges.

221434221434

На основании данных, приведенных на фиг. 5, 6, 7, сделать вывод о ,том, что прирост критического тепло .вого потока происходит при площади с отверстий от 15 до 76 от площади сплошного ребра или площади впадин от 25 до 76% от площади сплошного ребра, причем возмущение потока, производимое турбулизатором, ощутимоBased on the data shown in FIG. 5, 6, 7, to conclude that the increase in the critical heat of the flow occurs when the area from the holes from 15 to 76 of the area of a solid edge or the area of depressions from 25 to 76% of the area of a continuous edge, and the flow disturbance produced turbulizer tangibly

10 на рассто нии от него не более ста диаметров трубы, т.е. увеличение критическоймсицности (критического теплового потока) возможно только, в указанном интервале. Таким обра15 зом установка турбулизаторов на рассто нии более 100 диаметров трубы не приводит к положительному эф(1)екту. При наличии пленки жидкости перед диафрагмой (тепловой по20 ток на входном участке меньше критического ) отмеченный эффект исчезает (см.фиг.8). Предлагаемый теплообменный элемент в области дисперсно-кольцевого и дисперсного10 at a distance of not more than one hundred pipe diameters, i.e. an increase in the critical quantity (critical heat flux) is possible only in the specified interval. Thus, the installation of turbulizers at a distance of more than 100 pipe diameters does not lead to a positive effect (1). In the presence of a liquid film in front of the diaphragm (the thermal current of 20 in the input area is less than the critical one), the noted effect disappears (see Fig. 8). The proposed heat exchange element in the field of dispersed-ring and dispersed

25 режимов течени  теплоносител  существенно увеличивает критическую мощность (критический тепловой поток) при одинаковых режимных паоаметрах.The 25 flow regimes of the coolant significantly increase the critical power (critical heat flux) with the same operating parameters.

А-АAa

6-66-6

Фиг-6Fig-6

Claims (1)

ТЕПЛООБМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ,содержащий размещенные внутри, трубы попе речные сплошные ребра, отличающийся тем, что, с целью увеличения критической мощности при дисперсно-кольцевом и дисперсном режимах течения теплоносителя, между сплошными ребрами на расстоянии от них не более ста диаметров трубы установлено ребро с отверстиями или впадинами, причем площадь отверстий составляет 15-76% площади сплошного ребра, а площадь впадин составляет 25-76% площади сплошного ребра.HEAT EXCHANGE ELEMENT containing internally placed pipes continuous river ribs, characterized in that, in order to increase the critical power in the dispersion-annular and dispersed flow regimes of the coolant, between the solid ribs at a distance from them no more than a hundred pipe diameters, an edge with holes or hollows is installed, and the hole area is 15-76 % of the area of a solid rib, and the area of the depressions is 25-76% of the area of a solid rib. ί 11ί 11
SU833548599A 1983-02-07 1983-02-07 Heat-exchanging member SU1122143A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833548599A SU1122143A1 (en) 1983-02-07 1983-02-07 Heat-exchanging member

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833548599A SU1122143A1 (en) 1983-02-07 1983-02-07 Heat-exchanging member

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1122143A1 true SU1122143A1 (en) 1986-02-23

Family

ID=21048332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833548599A SU1122143A1 (en) 1983-02-07 1983-02-07 Heat-exchanging member

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1122143A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент GB № 1003446, кл. G 6 С, опублик. 1963. Webb R.L. Eckert E.R.G.,Coldstein R.I. Heat transfer and friction in tubes wist repeated rib, roaghness International lournal of Hect and Hass Trausfem Great Britain Pergamen Press 1971, vol 14, p. 60.fig 1. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4945981A (en) Oil cooler
US2488615A (en) Oil cooler tube
US6820682B2 (en) Heat exchanger
US3983932A (en) Heat exchanger
SU1314963A3 (en) Tube-plate heat-exchanger
US4086959A (en) Automotive oil cooler
US3921711A (en) Turbulator
US3570593A (en) Heat-exchanger
US5062474A (en) Oil cooler
US4854380A (en) Heat exchanger
JPS6334393B2 (en)
SU1122143A1 (en) Heat-exchanging member
WO1983004432A1 (en) Fin-type heat exchanger
US3702633A (en) Gas-to-gas heat exchanger
CN213841839U (en) Large-flux graphite heat exchanger
SU1578436A1 (en) Heat-exchange member
SU1267152A1 (en) Heat exchanger for liquid cooling system of internal combustion engine
CN214094570U (en) Flue gas cooler capable of automatically adjusting temperature difference stress
SU985695A1 (en) Heat exchanger
EP0270800B1 (en) Heat exchanger
RU2002189C1 (en) Heat-exchange pipe
CN211626195U (en) Rhombus dysmorphism strip of paper used for sealing radiator
RU1787252C (en) Heat exchanger
SU1746194A1 (en) Heat exchange surface
SU1270527A1 (en) Heat-exchanging member