SU1409840A1

SU1409840A1 - Heat exchanger of tube-in-tube type

Info

Publication number: SU1409840A1
Application number: SU864192742A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Владимирович Бруев; Владимир Александрович Жигульский; Георгий Генадьевич Тимофеев
Original assignee: Войсковая Часть 54034
Priority date: 1986-12-19
Filing date: 1986-12-19
Publication date: 1988-07-15

Abstract

Изобретение позвол ет снизить металлоемкость и улучшить технологичность теплообменника. Внутренн труба 2 имеет открытый торец 3, а наружна труба 1 - заглушенный. В межтрубном пространстве размещены турбулизи- рующие элементы 4, вьтолненные в виде кольцевых диафрагм 5, примыкающихThe invention allows to reduce the metal content and improve the manufacturability of the heat exchanger. The inner tube 2 has an open end 3, and the outer tube 1 is plugged. In the annular space are placed turbulizing elements 4, embodied in the form of annular diaphragms 5, adjacent

Description

в- 8at 8

7/ 6/7/6 /

соwith

0000

tK трубе 2. Со стороны торпа 3 трубь-т 12 диафрагмы снабжены радиальными опорными вставками 6, а с противо- положной - радиальными стержн ми 7, Контактирующими с трубой 1 и имею1ии- ми в местах контакта с ней петлевые |отгибы 8. Элементы 4 м.б расположе- |ны с переменным шагом, увеличивающимс в направлении к торцу 3. У каждого элемента 4 вставки и стержни Моб„ расположены попарно в одной плоское-- ти либо установлены с угловым смещением , У смежных элементов 4 стержни 7 м.б, размещены с угловым смещением.tK pipe 2. On the side of the torp 3, the pipes-t 12 of the diaphragm are equipped with radial bearing inserts 6, and with the opposite - radial rods 7, which come into contact with the pipe 1 and have loopholes in the points of contact with it 8. Elements 4 The mb is located with a variable pitch, increasing towards the end 3. Each element has 4 inserts and Mob rods arranged in pairs in one plane or installed with an angular displacement. For adjacent elements, 4 rods are 7 m. placed with angular displacement.

В области, непосредственно примыкающей к поверхности элемента 4, образуетс вихреобразное движение, а в остальной части потока - транзитна стру с повышенной средней скоростью движени , В местах отгибов 8 происходит разрушение пограничного сло , В результате такого вьшолнени теплообменника обеспечиваетс повьш1ение коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи совместно со снижением материалоемкости конструкции и упрощением изготовлени о 4 з,п, , 5 ил.In the area immediately adjacent to the surface of the element 4, a vortex motion is formed, and in the rest of the flow there is a transit jet with an increased average speed of movement. In the places of the bends 8, the boundary layer is destroyed. As a result of this heat exchanger, heat transfer coefficients and heat transfer together reducing the material consumption of the structure and simplifying the manufacture of 4 s, n, 5 sludge.

1one

Изобретение относитс к теплотех- гшке и может быть использовано при констрзп ровании теплообменных аппаратов в различных отрасл х промьшшен- ости.The invention relates to heat engineering and can be used in the construction of heat exchangers in various industrial sectors.

Целью изобретени - снижение металлоемкости и улучшение технологичности .The aim of the invention is to reduce metal consumption and improve processability.

На фиг. 1 изображен теплообмен- шк, общий вид; на фиг. 2 - турбули- шрующий элемент; на фиг. 3 теплообменник с установкой опорных вста- ;зок и стержней со смещением в каждом шементе, вид сверхуg на фиГе 4 - зариант выполнени турбулизирующего лемента с расположением стержней и Аставок попарно в одной,плоскости; ita фиг, 5 - теплообменник с размещенными с угловым смещением стержн ми в смежных турбулизирующих элементах; ид сверху,FIG. 1 shows a heat exchanger, general view; in fig. 2 - turbulent element; in fig. 3 heat exchanger with the installation of the base of the insert and the rods with offset in each step, top view g in FIG. 4, design of a turbulizing element with the arrangement of the rods and Astavok in pairs in one plane; ita fig. 5 - a heat exchanger with rods with adjacent angular displacement in adjacent turbulizing elements; going on top

I Теплообменник содержит наружную фрубу 1 с заглущенным торцом и внут- | еннюю трубу 2 с открытым торцом 3 $/-адежтрубном пространстве размещены Фурбулизирзтощие элементы 4, выполнен- 1|1ые в виде кольцевых диафрагм 5 при- 1|1ыкающих к внутренней трубе 2 и снабженйых со стороны ее открытого торца 3 ()адиальными опорньми вставками 6 а i противоположной - радиальными стерж liiHMH 7, контактирующими с наружной Ьрубой 1 и имеющими в местах контак- ta с нею петлевые отгибы 8, Наружный ;| ;иаметр диафрагмы 5 равен с-умме ее внутреннего диаметра и величины кольцевого зазора, Турбулизирующие элементы 4 могут быть расположены с переменным шагом, увеличивающимс в направлении к открытому торцу 3 внутренней трубы 2, У каждого турбулизирующего элемента 4 вставки 6 и стержни 7 могут быть расположены попарно в одной плоскости либо установлены с угловым смещением, У смежных турбулизирующих элементов 4 стержни 7 могут быть размещены с угловым смещением.I The heat exchanger contains an external Fruba 1 with a buttered end and inside | An open pipe 2 with an open end 3 $ / - the fusion space 4 is located in the adezhtrubny space; it is made 1/1 in the form of annular diaphragms 5 attached to the inner pipe 2 and supplied from the side of its open end 3 () with adial support inserts 6 and i opposite - radial rods liiHMH 7, in contact with the outer bar 1 and having in places of contact with it loopback bends 8, Outer; | The diameter of the diaphragm 5 is equal to the c-diameter of its internal diameter and the size of the annular gap. The turbulizing elements 4 can be arranged with a variable pitch increasing towards the open end 3 of the inner tube 2. Each turbulating element 4 has an insert 6 and the rods 7 can be located in pairs in the same plane or installed with an angular displacement. For adjacent turbulizing elements 4 rods 7 can be placed with an angular displacement.

Количество вставок 6 и стержней 7 может бьггь как равным, так и различным в зависимости от физических характеристик теплообменного вещества и определ ет прочность конструкции, гидравлическое сопротивление и интенсивность теплоотдачи. Дл подвода и отвода теплоносителей теплообменник снабжен патрубками 9 и 10,The number of inserts 6 and rods 7 can be both equal and different, depending on the physical characteristics of the heat exchanger, and determines the structural strength, flow resistance and heat transfer intensity. For the supply and removal of coolants, the heat exchanger is equipped with nozzles 9 and 10,

В процессе сборки теплообменника на кольцевой диафрагме 5 закрепл ютс с одной стороны радиальные опорные вставки 6, а с противоположной - стержни 7. Затем турбулизируюш ге элементы 4 устанавливаютс на внутренней трубе 2 на рассто нии, равном 1-5 разности между наружньп } и внутренним диаметрами диафрагмы, после чего она опускаетс в герметично заглушенную трубу 1 оIn the process of assembling the heat exchanger on the annular diaphragm 5, the radial support inserts 6 are fixed on one side and the rods 7 on the opposite side. Then the turbulization elements 4 are mounted on the inner pipe 2 at a distance equal to 1-5 difference between the outer diameter and the inner diameter diaphragm, after which it is lowered into a hermetically sealed tube 1 o

Теплообменник работает следующим образом.The heat exchanger operates as follows.

Из патрубка 9 теплоноситель подают под напором во внутреннюю трубу 2, откуда попадает в межтрубное пространство ,From the pipe 9, the coolant is fed under pressure into the inner pipe 2, from where it enters the annular space,

При прохождении теплоносителем тзфбулизирующего элемента 4 происходит его деление и отрыв от внутренней трубы 2 о При этом в области, не- посредственно примыкающей к поверхности турбулизирующего элемента 4, образуетс вихреобразное движение, а в остальной части потока - транзитна стру с повьшенной средней ско- ростью движени . Причем значительное увеличение скорости наблюдаетс у трубы 1. Одновременно с этим в местах петлевых отгибов 8 стержней происходит разрушение пограничного сло . With the passage of coolant from the fluidizing element 4, it is divided and detached from the inner tube 2 o In this case, in the area directly adjacent to the surface of the turbulizing element 4, a vortex motion is formed, and in the rest of the flow there is a transit jet with a higher average speed of movement . Moreover, a significant increase in speed is observed in pipe 1. At the same time, the boundary layer is destroyed in the places of loopbacks of 8 rods.

Таким образом, обеспечиваетс по- вьппение коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи совместно со снижением материалоемкости конструкции и упрощением изготовлени . Описанное рас- пределение скоростей наблюдаетс и на некотором рассто нии от турбулизирующего элемента 4, называемом длиною зоны вли ни . Размещение следующего элемента 4 на некотором рассто НИИ от первого, в пределах зоны вли ни , вызывает дальнейшее увеличение скорости движени теплоносител , обеспечивающее последующее повышениеThus, heat transfer and heat transfer coefficients are combined with reduced material consumption of the structure and simplified manufacturing. The described velocity distribution is also observed at a certain distance from the turbulizing element 4, called the length of the zone of influence. Placing the next element 4 at a certain distance from the first scientific research institute, within the zone of influence, causes a further increase in the velocity of the coolant, providing a subsequent increase in

коэффидаентов теплоотдачи и теплоперезо правлении к открытому торцу внутренheat transfer coefficients and heat transfer to the open end of the internal

дачи оcottages about

При расположении вставок 6 и стержней 7 вдоль одной образующей обеспечиваетс равномерное деление потока , ведущее к интенсификации теплообмена , при незначительном общем гидравлическом сопротивлении.With the arrangement of the inserts 6 and the rods 7 along the same generatrix, a uniform division of the flow is observed, leading to an intensification of heat exchange, with an insignificant overall hydraulic resistance.

Изменение угла между вставками 6 и стержн ми 7 элемента 4 ведет к более мелкому делению потока тепло- обменного вещества, что обеспечивает интенсификацию теплообмена.A change in the angle between the inserts 6 and the rods 7 of the element 4 leads to a finer division of the flow of the heat exchanging substance, which ensures the intensification of heat exchange.

Расположение у каждого элемента 4 вставок 6-и стержней 7 по одной .об разующей, но со смещением по отноше- The arrangement of each element has 4 inserts of 6 rods 7, one for each, but displaced with respect to

- с т ю е ах 15- c y e ah 15

1409840414098404

нию одна к другому позвол ет придать потоку теплоносител вращательное движение, что также способствует повышению теплоотдачи.one to the other allows rotational motion to be given to the coolant flow, which also contributes to an increase in heat transfer.

Claims

1. A tube-in-tube heat exchanger, of which the open end has an inner end, and the outer end is plugged, containing turbulizing elements placed in the annular space, which is designed so that, in order to reduce the metal intensity and improve processability, the turbulization elements are made

in the form of annular diaphragms adjacent to the inner tube and fitted on the side of its open end with radial bearing inserts, and on the opposite side - on radial rods in contact with the outer tube and having in places of contact with it; loopback bends.

2. A heat exchanger according to claim 1, characterized in that the turbulizing elements are arranged in a variable pitch, increasing in

her pipe

3. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that each turbulent element has rods

and the inserts are arranged in pairs in the same plane.

4. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that for each turbulizing element of the insert

and rods are installed with angular displacement.

5o Heat exchanger in PP. 1 and 3, characterized in that, for adjacent turbulizing elements, the rods are arranged with an angular displacement.

7

2

/

Fig .:}

.

FIG. five