SU1638529A2

SU1638529A2 - Rotating heat exchanger

Info

Publication number: SU1638529A2
Application number: SU894639076A
Authority: SU
Inventors: Владимир Александрович Рыбальченко; Валентин Иванович Могила; Виктор Павлович Теребильников; Олег Петрович Вихляев
Original assignee: Ворошиловградский машиностроительный институт
Priority date: 1989-01-18
Filing date: 1989-01-18
Publication date: 1991-03-30

Abstract

Изобретение относитс к теплообмен- ной технике и может быть использовано дл охлаждени воздуха. Цель изобретени интенсификаци теплообмена. Охлаждаема жидкость (Ж) поступает в диски (Д) 5 в сторону оси вращени ротора (Р) 4. Ж вытекает через отверсти трубок (Т) 6 плоскими стру ми в направлении кромки Д 5. Затем струи Ж разворачиваютс в сторону периферии Д 5 и, омыва оребрение и турбулизу- сь, поступают в Т 7, а затем отвод тс . При прохождении в полости Д 5 Ж охлаждаетс . Охлаждающий воздух (В) транспортируетс через Р 4 благодар наличию вентил торного колеса, образованного Т 6 и 7, имеющими удлиненный лопаточный профиль поперечного сечени . На Т 6 и 7 образуютс вихревые жгуты В, что турбулизует его поток. В результате совместной турбулизации Ж и В повышаетс интенсивность теплоотдачи. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. у ЈThe invention relates to heat exchange technology and can be used to cool air. The purpose of the invention is the intensification of heat transfer. The cooled liquid (G) enters the disks (D) 5 in the direction of the axis of rotation of the rotor (P) 4. G flows out through the openings of the tubes (T) 6 by flat jets in the direction of the edge D 5. Then the jets J turn towards the periphery of D 5 and After washing the fins and turbulization, they enter T 7 and then are retracted. With the passage in the cavity D 5 W is cooled. The cooling air (B) is transported through P 4 due to the presence of a fan wheel formed by T 6 and 7, having an elongated vane profile of the cross section. T 6 and 7 form a vortex bundle B, which is turbulent in its flow. As a result of joint turbulization of G and B increases the intensity of heat transfer. 1 hp ff, 2 ill. y

Description

Фиг.11

Изобретение относитс к теплообмен- ной технике, может быть использовано дл охлаждени воздуха и вл етс усовершенствованием устройства по авт. св. № 943514,The invention relates to heat exchange engineering, can be used for cooling air, and is an improvement of the device according to the ed. St. No. 943514,

Цель изобретени - интенсификаци теплообмена.The purpose of the invention is to intensify heat transfer.

На фиг. 1 показан теплообменник, общий вид; на фиг. 2 - фрагмент диска ротора (в верхней части внутренн полость, а в нижней части наружна поверхность);FIG. 1 shows a heat exchanger; general view; in fig. 2 - a fragment of the rotor disk (in the upper part the inner cavity, and in the lower part the outer surface);

Вращающийс теплообменник содержит корпус 1 с входным и выходным воздушными патрубками 2 и 3 и расположенный в корпусе 1 ротор 4, состо щий из установленных с зазором дисков 5, прикрепленных посредством трубок 6 и 7 к трубной решетке 8, имеющей каналы 9 и 10 подвода и отвода теплоносител . Трубки 6 и 7 со стороны, противоположной трубной решетке 8, выполнены заглушенными, а диски 5 выполне- ны полыми и их полости сообщены трубками 6 и 7. Теплообменник снабжен оребрением в виде концентрично размещенных в полости дисков 5 групп 11 лопастей с расположением смежных групп 11с зазором друг относительно друга в промежутке между трубками 6 и 7, при этом шаг размещени трубок 7 отвода меньше шага размещени трубок 6 подвода. Все трубки 6 и 7 выполнены с удлиненным лопаточным профилем поперечного сечени , а радиальное рассто ние между ними составл ет не менее длины сечени трубок 7 отвода. Шаг и угол атаки лопастей оребрени выполнен различным дл каждой группы 11. Выпускные отверсти 12 трубок 6 подвода ориентированы в сторону оси вращени ротора 4. Элементы ротора 4 св заны с корпусом 1 через консольный подшипниковый узел 13. Теплообменник снабжен входным конфузо- ром 14, в котором при помощи центрирующих расчалок 15 установлен электродвигатель 16, привод щий ротор 4 во вращение относительно корпуса 1, .The rotating heat exchanger comprises a housing 1 with inlet and outlet air nozzles 2 and 3 and a rotor 4 located in the housing 1, consisting of disks 5 installed with a gap, attached by tubes 6 and 7 to the tube sheet 8, having inlet and outlet channels 9 and 10 heat carrier. The tubes 6 and 7 on the side opposite to the tube sheet 8 are made muffled, and the disks 5 are hollow and their cavities are connected by tubes 6 and 7. The heat exchanger is equipped with fins in the form of disks 5 groups of 11 blades concentrically arranged in the cavity with the arrangement of adjacent groups 11c the gap relative to each other in the gap between the tubes 6 and 7, while the step of placing the outlet pipes 7 is less than the step of placing the supply pipes 6. All tubes 6 and 7 are made with an elongated shoulder section of the cross section, and the radial distance between them is not less than the length of the cross section of the discharge tubes 7. The pitch and angle of attack of the blades of the fins are made different for each group 11. The outlet holes 12 of the supply pipes 6 are oriented towards the axis of rotation of the rotor 4. The elements of the rotor 4 are connected to the housing 1 through a cantilever bearing unit 13. The heat exchanger is equipped with an inlet confuser 14, which, by means of centering braces 15, has an electric motor 16 which drives the rotor 4 to rotate relative to the housing 1,.

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

Охлаждаема жидкость через подвод щий канал 9 поступает в полые диски 5 через трубки 6 подвода в направлении в сторону оси вращени ротора 4, Жидкость вытекает через отверсти 12 по обе стороны узкими плоскими стру ми в направлении кромки диска 5 и по касательной к этой кромке. Затем струи жидкости разворачиваютс инерционными и массовыми силами в сторону периферии дисков 5 и распредел ютс в промежутке между трубками 6 и 7 снабженным внутренним оребрением в виде групп 11 лопастей, шаг и угол атаки которых выполнен различным дл каждойThe liquid is cooled through the inlet channel 9 enters the hollow disks 5 through the supply pipes 6 in the direction towards the axis of rotation of the rotor 4. The liquid flows out through the holes 12 on both sides in narrow flat jets in the direction of the edge of the disk 5 and tangentially to this edge. Then the liquid jet turns inertial and mass forces in the direction of the periphery of the disk 5 and are distributed in the gap between the tubes 6 and 7 equipped with internal fins in the form of groups of 11 blades, the pitch and angle of attack of which are made different for each

группы 11. Выполненное подобным образом оребрение обеспечивает возможность турбулентного кольцевого перетока жидкости внутри диска 5. дающее возможностьgroup 11. The finning performed in a similar way provides the possibility of a turbulent annular flow of fluid inside the disk 5.

поступлени охлаждающейс жидкости, поступившей из определенной трубки 6 подвода , в несколько трубок 7 отвода. Охлажденна прокачиваемым между дисками 5 потоком охлаждающего воздуха жид0 кость через трубки 7 поступает в каналы 10 решетки 8, откуда она уходит в контур системы охлаждени , использующей данный теплообменник.the supply of cooling fluid from a particular supply pipe 6 to several discharge pipes 7. The fluid cooled by the flow of cooling air pumped between the disks 5 through the tubes 7 enters the channels 10 of the grid 8, from where it flows into the cooling system circuit using this heat exchanger.

Така организаци внутреннего жидко5 стного тракта позвол ет повысить качество его работы при широком варьировании скорости вращени ротора 4, обеспечива дополнительную турбулизацию охлаждаемой жидкости внутренним оребрением и удли0 нение пути ее пробега внутри дисков 5. Интенсификаци теплообмена обеспечиваетс также расположением основного участка теплообменика теплообменника в плоскости вращени , наиболее благопри тной сSuch an organization of the internal fluid path improves the quality of its operation with a wide variation of the rotor 4 rotation speed, providing additional turbulization of the cooled fluid with internal fins and extending its path within the discs 5. Intensification of heat exchange is also provided by arranging the main heat exchanger heat exchanger in the plane of rotation the most favorable with

5 позиций интенсификации теплоотдачи как по жидкому, так и по газовому теплоносител м .5 positions of heat transfer intensification both in liquid and gas heat carrier m.

Охлаждающий воздух транспортируетс через ротор 4 благодар наличию общегоThe cooling air is transported through the rotor 4 due to the presence of a common

0 вентил торного колеса, образованного трубками 6 и 7, имеющими удлиненный лопаточный профиль поперечного сечени .0 a fan wheel formed by tubes 6 and 7 having an elongated blade cross-sectional profile.

Охлаждающий воздух поступеет через входной конфузор 14 и равномерно распре5 дел етс между дисками 5, Трубками 6 воздух закручиваетс и образует первый вихревой жгут, возникающий вокруг них. При различных скорост х вращени ротора предварительно закрученный поток воздухаThe cooling air enters through the inlet confuser 14 and is evenly distributed between the disks 5, the air is curled by the tubes 6 and forms the first vortex rope that arises around them. At various rotor speeds, pre-swirling air flow

0 попадает на трубки 7, вокруг которых образуетс второй вихревой жгут, и окончательно выбрасываетс из междискового пространства и окружающую среду.0 enters the tubes 7, around which a second vortex rope is formed, and is finally thrown out of the interdisk space and the environment.

Воздух охлаждает по скрестно-пр мо5 точной схеме теплообменные диски 5, теплообмен между которыми интенсифицируетс двум образуемыми вихревыми жгутами. Он предварительно нагреваетс , охлажда трубки 6, интенсивно закручиваетс и ох0 лаждает боковые поверхности дисков 5, дополнительно нагреваетс и, отвод тепло от трубок 7, окончательно нагретый отбрасываетс в окружающую среду. Все перечисленные факторы повышают интенсивностьThe air cools the heat exchanger discs 5 along a cross-flow diagram, the heat exchange between which is intensified by the two vortex tows formed. It is preheated, the cooling of the tube 6 is intensively twisted and cools the side surfaces of the disks 5, further heated and, removing heat from the tubes 7, the finally heated is thrown into the environment. All of these factors increase the intensity

5 теплообмена в описываемом теплообменнике .5 heat exchange in the described heat exchanger.

Claims

Claims 1. Rotating heat exchanger according to author. St. No. 943514, characterized in that, in order to intensify heat exchange,

it is equipped with fins in the form of groups of blades concentrically placed in the cavity of the disk with the arrangement of adjacent groups with a gap relative to each other in the gap between the supply and removal tubes of the coolant, while the placement of the discharge tubes is smaller than the step of placing the supply tubes;

elongated blade cross-sectional profile, and the radial distance between them is not less than the length of the cross-section of the drain pipes.

2. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the pitch and angle of attack of the blades of the fins are made different for each group.

77

72