SU1712763A1

SU1712763A1 - Tube bunch

Info

Publication number: SU1712763A1
Application number: SU894757376A
Authority: SU
Inventors: Николай Иванович Середа
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по транспорту природного газа
Priority date: 1989-11-09
Filing date: 1989-11-09
Publication date: 1992-02-15

Abstract

Изобретение касаетс утилизации тепла вентил ционных или других энергетических выбросов систем с целью теплоснабжени различных объектов. Цель изобретени -повышение эффективности теплообмена. Указанна цель достигаетс тем, что в пучке, содержащем вер™кальный пакет труб с винтовой резьбой на наружной поверхности, на которых расположены диски с ребрами, последние установлены на части длины труб с возможностью их перемещени вдоль оси труб по резьбе. Кроме того, смежные трубы имеют противоположные направлени нарезки резьбы, а кромки ребер на дисках первого р да труб по ходу теплоносител , протекающего в межтрубном пространстве, расположены параллельно ос м труб, а в каждом последующем р ду труб угол наклона кромок ребер на дисках увеличиваетс . Эффективность теплообмена улучшаетс за счет изменени поверхности теплообмена при изменении расхода. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.feThe invention relates to heat recovery of ventilation or other energy emissions from systems for the purpose of heat supply of various objects. The purpose of the invention is to increase the efficiency of heat transfer. This goal is achieved by the fact that in a bundle containing a vertical package of tubes with a screw thread on the outer surface, on which disks with fins are located, are installed on a part of the length of the tubes with the possibility of their movement along the axis of the tubes along the thread. In addition, adjacent pipes have opposite threading directions, and the edges of the ribs on the disks of the first row of pipes along the coolant flowing in the annular space are parallel to the axis of the pipes, and in each subsequent row of pipes the angle of inclination of the edges of the ribs on the disks increases. The efficiency of heat transfer is improved by changing the heat exchange surface as the flow rate changes. 2 hp f-ly, 4 ill. fe

Description

Изобретение относитс к теплообменной технике, а именно к газожидкостным теплообменникам,и может найти применение дл утилизации тепла вентил ционных или других энергетических выбросов.The invention relates to heat exchange engineering, in particular to gas-liquid heat exchangers, and can be used to recover heat from ventilation or other energy emissions.

Известно турбулизирующее устройство дл теплообменной трубы, содержащее установленные на оси с шагом в 5 - 8 внутренних диаметров трубы завихрителем с лопаст ми, при этом соседние завйхрители выполнены попеременно жестко и шарнирно св заны с осью.A turbulizing device for a heat exchange tube is known, which contains tubes mounted on an axis with a pitch of 5 to 8 internal diameters with blades, while adjacent spectators are alternately rigidly and hingedly connected to the axis.

К недостаткам данного устройства относ тс неэффективность эксплуатации изза значительных энергозатрат наThe disadvantages of this device include the inefficiency of operation due to significant energy consumption

перемещение теплоносител вследствие посто нного загромождени сечени канала и отсутстви возможности регулировани теплосъема.displacement of the coolant due to the constant blocking of the channel cross section and the absence of the possibility of controlling the heat removal.

Известен пучок теплообменных труб дл использовани в системах вентил ции и кондиционировани воздуха с внутренними продольными ребрами, которые выполнены в виде вкладышей с выступами, высота и количество которых увеличиваетс от вкладыша к вкладышу по длине трубы в направлении движени среды.A heat exchanger tube bundle is known for use in ventilation and air conditioning systems with internal longitudinal fins, which are designed as liners with protrusions, the height and number of which increase from liner to liner along the length of the tube in the direction of medium flow.

Недостатком данного устройства вл етс неэкономичность эксплуатации из-за значительных энергозатрат на перемещение теплоносител вследствие посто нного загромождени сечени канала и отсутстви регулировани теплосьема.The disadvantage of this device is the uneconomical operation due to the significant energy consumption for moving the heat transfer fluid due to the constant clogging of the channel section and the lack of regulation of the heat source.

Известен теплообменник с резьбой на наружной поверхности труб и набором дисков с ребрами.Known heat exchanger with a thread on the outer surface of the pipe and a set of disks with ribs.

Недостатком данного устройства вл етс неэффективность теплообмена из-за значительных энергозатрат на перемещение теплоносител вследствие посто нного загромождени сечени канала отсутстви регулировани и дополнительной турбулизации теплообменной среды.The disadvantage of this device is the inefficiency of heat exchange due to the significant energy consumption for the movement of heat transfer fluid due to the constant clogging of the channel section without control and additional turbulization of the heat exchange medium.

Цель изобретени - повышение эффективности теплообмена.The purpose of the invention is to increase the efficiency of heat transfer.

Указанна цель достигаетс тем, что в устройстве трубного пучка, содержащем вертикальный пакет труб с винтовой резьбой на наружной поверхности, на которых расположены диски с ребрами, согласно предлагаемому изобретению диски установлены на части длины труб с возможностью их перемещени вдоль оси труб по резьбе, смежные трубы имеют противоположные направлени нарезки резьбы,кромки ребер на дисках первого р да труб по ходу теплоносител , протекающего в межтрубном пространстве, расположены параллельно ос м труб, а в каждом последующем р ду труб угол наклона кромок ребер на дисках увеличиваетс .This goal is achieved by the fact that in a tube bundle device containing a vertical package of pipes with a screw thread on the outer surface on which disks with ribs are located, according to the invention, the disks are mounted on a part of the pipe length with the possibility of their movement along the pipe axis along the thread have opposite threading directions, the edges of the ribs on the disks of the first row of pipes along the coolant flowing in the annular space are parallel to the axes of the pipes, and in each In a row of pipes, the angle of inclination of the edges of the ribs on the disks increases.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый трубный пучок; на фиг.2 - то же, разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3-то же, разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - увеличение угла наклона кромок ребер на дисках по ходу теплоносител , протекающего в межтрубном пространстве.FIG. 1 schematically shows the proposed tube bundle; FIG. 2 is the same, section A-A in FIG. one; figure 3 is the same, section bb in figure 2; figure 4 - increase the angle of inclination of the edges of the ribs on the disks along the coolant flowing in the annular space.

Устройство содержит вертикальный пакеттруб 1, размещенных в канале 2 газового теплоносител (ГТ) и закрепленных концами в трубных досках 3 и 4, с входной 5 и выходной 6 камерами с подвод щими 7 и отвод щими 8 штуцерами, снабженных набором дисков 9 о ребрами 10, установленных на части длины труб. Кажда труба имеет наружную винтовую резьбу 11, по которой оребренные диски могут перемещатьс вдоль оси трубы вверх или вниз. Смежные трубы пучка имеют противоположные направлени нарезки резьбы.The device contains a vertical paketubrub 1 placed in the channel 2 of the gas coolant (GT) and fixed ends in tube plates 3 and 4, with inlet 5 and outlet 6 chambers with 7 inlet and 8 outlet nozzles equipped with a set of disks 9 about the ribs 10, installed on the length of the pipe. Each pipe has an external screw thread 11, through which the ribbed discs can move up or down along the pipe axis. Adjacent beam tubes have opposite threading directions.

Кромки ребер на дисках первого р да труб по ходу ГТ расположены параллельно ос м труб, а в каждом последующем р ду труб угол наклона кромок ребер на дисках увеличиваетс .The edges of the ribs on the disks of the first row of pipes along the GT are parallel to the axes of the pipes, and in each subsequent row of pipes the angle of inclination of the edges of the ribs on the disks increases.

Трубный пучок работает следующим образом .Pipe bundle works as follows.

Жидкостный теплоноситель (ЖТ) через подвод щий штуцер 7 поступает во входную камеру 5 с трубной доской 3, где распредел етс по трубам 1 пучка, протека через которые, ЖТ, в зависимости от назначени теплообменника, нагреваетс или охлаждаетс , и поступает через трубную доску 3 в выходную камеру 6, откуда ЖТ выводитс через отвод щий штуцер 8.The heat transfer fluid (LH) through the inlet fitting 7 enters the inlet chamber 5 with a tube plate 3, where it is distributed through the tubes 1 of the beam, through which the ZhT, depending on the purpose of the heat exchanger, heats or cools, and flows through the tube plate 3 into the output chamber 6, from where the VT is discharged through the outlet fitting 8.

Снаружи трубы омываютс ГТ, который, проход по каналу 2 в межтрубном пространстве , отдает или получает тепло от ЖТ, проход щего по трубам.Outside the pipe, GT is washed, which, passing through channel 2 in the annular space, releases or receives heat from the VT passing through the pipes.

Регулирование теплосъема в трубном пучке осуществл ют следующим образом.The regulation of heat removal in the tube bundle is carried out as follows.

При увеличении массового расхода ГТ и достижении определенного порогового значени скорости ГТ диски 9 с ребрами 10 начинают вращатьс и по наружной винтовой резьбе труб пepeмeщaюtc вверх.With an increase in mass flow rate of GT and the achievement of a certain threshold value of the speed of GT, the disks 9 with the fins 10 begin to rotate and along the external screw thread of the pipes move upwards.

Максимальный теплосъем в трубном пучке достигаетс при подъеме всех оребренных дисков на трубах до крайнего верхнего положени , минимальный - при размещении всех дисков у нижних концовThe maximum heat removal in the tube bundle is achieved when all the ribbed discs on the tubes are lifted to the extreme upper position, the minimum - when all the discs are placed at the lower ends

труб.pipes.

Использование в трубном пучке труб с наружной винтовой резьбой и набором оребренных дисков, расположенных на части длины труб с возможностью их вертикального перемещени вдоль оси труб , позвол ет повысить эффективность теплообмена за счет адекватного, изменению расходу ГТ изменени поверхности нагрева , коэффициента теплопередачи и аэродинамического сопротивлени при движении оребренных дисков вверх или вниз под действием потока ГТ, обеспечива , таким образом , саморегулируемость теплосъема.The use of tubes with an external screw thread and a set of finned discs located on a part of the length of the tubes with the possibility of their vertical movement along the tube axis allows to increase the heat exchange efficiency due to an adequate change in the flow rate of the HT, the heat transfer coefficient and aerodynamic resistance the movement of the ribbed discs up or down under the action of the flow of GT, thus ensuring the self-regulation of heat removal.

При относительно небольших расходахWith relatively low costs

и скорост х газового теплоносител оребренные диски под действием сил т жести удерживаютс у нижних концов труб, и трубный пучок эксплуатируетс в режиме поперечного обтекани свободных от реберand the speeds of the gas coolant finned discs under the action of gravity are held at the lower ends of the tubes, and the tube bundle is operated in the mode of cross flow around the edges free

труб, что обеспечивает экономичность его эксплуатации за счет рациональных энергозатрат на перемещение газового теплоносител .pipes, which ensures the efficiency of its operation due to the rational energy consumption for the movement of the gas coolant.

Claims

The use in a tube bundle to control the heat removal of a variable heat exchange heating surface providing a transition from tubes with developed fins to smooth, heat transfer coefficients and aerodynamic resistance vary by the order, allows to significantly expand the range and reduce the curvature of the control curve, unlike, for example, gate adjustment and thereby increase the efficiency of the beam. The self-regulation of the heat removal in the beam also makes it possible to refuse to use sensors, controllers and actuators for the control system. The opposite direction of threading on pipes and, accordingly, the opposite direction of rotation of the ribbed disks on adjacent beam pipes provides effective turbulization of the gas coolant and a significant increase in heat transfer coefficient while reducing the size and mass per unit thermal power of the beam, increasing the angle of the edges of the ribs on the disks in the direction of movement of the coolant flowing in the annular space, reduces the aerodynamic coefficient namic drag beam and allows to achieve the most efficient from the viewpoint of costs for the movement of the heat medium heating surface arrangement. The application of the proposed device allows: to increase the efficiency of heat exchange by reducing the energy consumption for moving the gas coolant, since the design provides the necessary and adequate change in the flow rate of the heat-transfer fluid for the change in the heating surface and blocking the HT channel; increase operational efficiency by improving the control characteristics; refuse to use the control system due to the possibility of self-regulation of heat removal and aerodynamic resistance in the tube bundle. Claim 1. A tube bundle containing vertical pipes with a screw thread on the outer surface on which disks with ribs are installed, characterized in that, in order to increase the efficiency of the heat exchanger, the disks are mounted on a part of the pipe length that can be moved along the thread along the axis of the pipes flow action.

2. The bundle according to Claim 1, exc. And those with the fact that in adjacent pipes the thread has the opposite direction of cutting.

3. A bundle of PP, 1 and 2, characterized in that the edges of the ribs on the disks of the first along the heating medium of the row of pipes are parallel to the axis of the pipes, and in subsequent rows of the edges are located under the bottom of the pipe to the axis of the pipes, increasing from row to row the direction of movement of the coolant.

T

.7 5

J

/

t

GT

9u2.2,

Bb

9iij.3

9U2.