SU1134877A1

SU1134877A1 - Теплообменник

Info

Publication number: SU1134877A1
Application number: SU833676122A
Authority: SU
Inventors: Борис Константинович Богатков; Геннадий Петрович Малышев; Александр Александрович Рякин; Игорь Юрьевич Славин
Priority date: 1983-12-22
Filing date: 1983-12-22
Publication date: 1985-01-15

Abstract

ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий коаксиально размещенные обечайки, в кольцевой полости между которьпчи tf. ti 9ifi.t расположен спиральный трубчатый змеевик с оребрением на наружной поверхности , отличающийс тем, что, с целью повышени эксплуатационных характеристик путем интенсификации теплообмена и снижени гид равлического сопротивлени при. дви:жении кип щего двухфазного потока, змеевик вьтолнен с шагом, увеличивающимс в направлении движени двухфазного потока по закону (.ntjj) где tjj - начальньй щаг змеевика , п - пор дковый номер нитка, а оребрение змеевика выполнено в виде винтовых канавок с шагом, равным

Description

Изобретение относитс к теплообменным аппаратам, примен ем11м, в частности,- в холодильной технике, например, в качестве испарител каскадной холодильной машины. 11звестен трубчатый cпиpaJ:ы ый теплообменник, в котором дл обеспечени интенсификации теплообмена и компактности конструкции трубки, навитые на сердечник, имеют проволочно спиральное оребрение Недостатком этого теплообменника вл етс то, что применение его в качестве конденсатбра -испарител , где имеет место кипение хладагента в межтрубном пространстве, малоэффективно из-за незначительных местны скоростей течени потока в межтрубно пространстве. Известен теплообменник типа труба в трубе, снабженный по .наружной поверхности внутренней трубы многоза ходными спиральными ребрами, выполненными из капилл рно-пористого материала и установлеш ымй с зазором относительно внутренней поверхности наружной трубы t23« Недостатками этого теплообменника ЯВЛЯЮТСЯ низка степень турбулизации пристенной паровой пленки, обусловленна наличием сплошных щелевых зазоров по всей образующей внешней обе чайки и, в итоге, иедостаточио интен сивный теплообмен, . Известен также теплообменник типа труба в трубе со спиральным сребре нием внутренней трубки, в котором с целью интенсификащга: теплообмена и снижени гидравл1П1еског,о сопротивлени прорези выпо кены на части оребрени с образованием на поверхности внешней трубы турбулнзирующих перемычек з . Недостатком этого устройства вл етс неравномерность екоростньЕХ характеристик паровой фазы вдоль потока , что обуславливает низкий уровень процесса теплообмена. Известен теплообменник,содержащий коаксиально размещенные обечайки, в кольцевой полости между которыми рас положен спиральный трубчатьш змеевик с оребрением по наружной поверхности 4. Недостатком известного теплообмен ника вл ютс низкие эксплуатационные характеристики.. 77 Цель изобретени - повышение эксплуатационных характеристик путем интенсификации теплообмена и снижени гидравлического сопротивлени при движении кип щего двухфазного потока. Поставленна цель достигаетс тем, что в теплообменнике, содержащем коаксиально размещенные обечайки, в кольцевой полости между которыми расположен спиральный трубчатый змеевик с оребрением на наружной поверхности, змеевик выполнен с шагом, увеличивающимс в направлении движени двухфазного потока по закону t t + + () где tg - начальный шаг змеевика, п - пор дковьй номер витка, а оребрение змеевика выполнено в ни-. де винтовых канавок с шагом, равным (0,25-0,80)d , и4ирина и глубина которых равна соответственно (0,85-3,00) ( и (0,30-0,50) (,), где d- - наружный диаметр трубки змеевика , d, - внутренний диаметр трубки -2 змеевика. На фиг,1 изображен предлагаемый теплообменнику на фиг.2 - сечение А-А на фиг. V, на фиг.З - узел I на фиг,1. Теплообменньй аппарат (фиг.1) содерксит наружную обечайку 1, внутреннюю обечайку 2 и спиральньй трубчатый змеевик 3, на наружной поверхности которого имеетс оребрение в виде винтовых канавок 4 (каналов), выполненных, например, методом нарезки или накатки. Винтовые канавки выполнены с шагом Ь, равным 0,25-0,80 наружного диаметра d трубки змеевика, шириной а и глубиной h, равными соответственно ОJ85-3 00 и 0,30-0,50 разности наружного и внутреннего диаметров d.-d трубки змеевика. Таким образом, между обечайками 1 н 2 и змеевиком 3 с канавками 4 образуютс каналы 5 дл двухфазной среды , причем за счет того, что шаг t спирального змеевика измен етс увеличиваетс от входного патрубка 6 к выходному патрубку 7, соответственно увеличиваетс н сечение канала 5 вдоль оси X теплообменного аппарата. Шаг t измен етс по закону + t-(ntQ) где tg - начальный шаг спирального змеевика 3 п - пор дковый номер витка. При этом величина t может измен тьс (увеличиватьс ) либо плавно от витка к витку, либо /частками по несколько витков.в каж31

дом при сохранении услови , когда .

В теапообменном аппарате имеютс также крьшши 8 и 9 и заглушки 10.

Теплообменник работает слёдуннчим образом.

.Пр мой поток, например, верхнего каскада каскадной холоднльнсй машины по мере продвижени по змеевику 3 конденсируетс и выходит из теплообменника . Обратный поток хладагента (например, нижнего каскада холодильной машины) поступает через входной патрубок 6 и кипит по мере продвижени по каналам 3.

- Через выходной патрубок 7 обратный поток выходит из теплообменника. : Движупц йс в каналах 5 кип щий хладагент снимает тепло с поверхности змеевика 3. Винтовые канавки 4 способствуют турбулизации пристенного пограничного сло и. разрушению об разующейс пленки пара у стенки канала за счет дозированного отсасывани пара через микрощели, образованные между обечайками 1 и 2 и винтовыми канавками 4. Это способствует интенсификации процессов теплообмена

774

Основна масса двухфазного потока ;движетс по каналу 5, сечение которого (шаг змеевика) плавно или дискретно (ступенчато) увеличиваетс по направлению движени кип щего двухфазного потока.

Так как по ходу движени зтого потока происходит увеличение объемного расхода, увеличение сечени канала 5 вдоль оси теплообменника обеспечивает движение потока по этим каналам примерно с посто нной скоростью. В :результате , местные гидравлические

сопротивлени остаютс незначительнымиу и паровые пробки не образуютс . Такой характер движени способствует более равномерному изменению коэффициентов теплоотдачи, обеспечивает

снижение напора в циркул ционном контуре всей машины в целом.

При использовании изобретени улучшаютс .. зксплуатациснные характеристики теплообменника путем интенсификации теплообмена и снижени гидравлического сопротивлени при дви-, |жении кип щего двухфазного потока.

Claims

ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий коаксиально размещенные обечайки, в кольцевой полости между которыми расположен спиральный трубчатый змеевик с оребрением на наружной поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных характеристик путем интенсификации теплообмена и снижения гидравлического сопротивления при. движении кипящего двухфазного потока, змеевик выполнен с шагом, увеличивающимся в направлении движения двухфазного потока по закону t_n=t₀+ + (nt₀)^0,2~°;⁴ где t₀ - начальный шаг змеевика', η - порядковый номер витка, а оребрение змеевика выполнено в виде винтовых канавок с шагом, равным • (0,25-0,80)d₁, ширина и глубина кото-§ рых равна соответственно (0,85-3,00) (d,-d₂) и (0,30-0,50)(d_i-d₂), где d₁ - наружный диаметр трубки змеевика; d₂ - внутренний диаметр трубки змеевика.

SU «>1134877

1 1134877