SU1733894A1

SU1733894A1 - Tube-in-tube heat exchanger

Info

Publication number: SU1733894A1
Application number: SU904843120A
Authority: SU
Inventors: Александр Петрович Цепелев; Виталий Васильевич Желдак
Original assignee: Киевский Инженерно-Строительный Институт
Priority date: 1990-06-27
Filing date: 1990-06-27
Publication date: 1992-05-15

Abstract

Использование: в теплообменных аппаратах . Сущность изобретени : отверсти 7 дл одного из теплоносителей выполнены во внутренней трубе 2 по винтовой линии в местах, граничащих с винтовым каналом 5, причем отверсти 7 выполнены одинаковым сечениеми и с переменным шагом, постепенно уменьшающимс к концу теплообменника , а внутренн труба 2 имеет герметичную заглушку 12 в конце теплообменника . 1 з.п. ф-лы, 1 ил.Usage: in heat exchangers. SUMMARY OF THE INVENTION: The openings 7 for one of the heat carriers are made in the inner pipe 2 along a helical line in places bordering the screw channel 5, the openings 7 having the same cross section and with a variable pitch gradually decreasing towards the end of the heat exchanger, and the internal pipe 2 has a hermetic plug 12 at the end of the heat exchanger. 1 hp f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относитс к теплообмен- ным аппаратам и может быть использовано в системах теплоснабжени с жидкими теплоносител ми .The invention relates to heat exchangers and can be used in heat supply systems with heat transfer fluids.

Известны теплообменники, в которых движение теплоносител осуществл етс спиралеобразно в цилиндрической поверхности по винтовой линии двойным потоком.Heat exchangers are known in which the movement of the heat transfer medium is carried out in a spiral manner in a cylindrical surface along a helical line with a double flow.

Недостатком теплообменника вл етс невысока интенсивность теплообмена, так как теплообмен осуществл етс только за счет разности температур теплоносителей, протекающих вдоль винтовых перегородок.The disadvantage of the heat exchanger is the low intensity of heat exchange, since the heat exchange is carried out only due to the temperature difference between the coolants flowing along the screw partitions.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс теплообменник дл текучих сред, между внутренней и наружной трубой которого предусмотрены две спиральные перегородки , образующие два спиральных канала, причем в конце корпуса перегородки оканчиваютс на рассто нии от корпуса так, что спиральные каналы соедин ютс между собой.Closest to the present invention is a heat exchanger for fluids, between the inner and outer tubes of which two spiral walls are provided, forming two spiral channels, and at the end of the body the partitions end at a distance from the body so that the spiral channels are interconnected.

Недостатком данного теплообменника вл етс невысока интенсивность теплообмена из-за недостаточной турбулизации потоков теплоносителей, движущихс вдоль каналов с гладкими стенками.The disadvantage of this heat exchanger is the low intensity of heat exchange due to insufficient turbulization of coolant flows moving along channels with smooth walls.

Целью изобретени вл етс интенсификаци теплообмена.The aim of the invention is to intensify heat transfer.

Поставленна цель достигаетс тем, что в теплообменнике типа труба в трубе, содержащем двухзаходные спиральные ленточные перегородки, примыкающие к внутренней и наружной трубам с образованием противоточных каналов дл теплоносителей , а также патрубки подвода и отвода теплоносителей, сообщенные с соответствующими каналами, внутренн труба снабжена с одного торца заглушкой, а с противоположного торца сообщена с патрубком подвода одного из теплоносителей, причем на боковой поверхности внутренней трубы выполнены отверсти , расположенные по винтовой линии и сообщающие ее полость с одним из каналов теплоносител , причем отверсти внутренней трубы имеют одинаковое сечение и расположены с переменным шагом, уменьшающимс в направлении заглушенного торца трубы.The goal is achieved by the fact that in a heat exchanger of the tube type in a tube containing double-ended spiral band partitions adjacent to the inner and outer tubes with the formation of countercurrent channels for heat transfer fluids, as well as inlet and outlet pipes for heat transfer fluids, communicated with the corresponding channels, the inner tube is provided with one the end face of the plug, and from the opposite end communicates with the pipe supplying one of the coolants, and on the side surface of the inner pipe is made holes, located helix and communicating its cavity with one of the coolant channels, the apertures of the inner tube have the same cross section and are arranged with a variable pitch decreasing in the direction of the plugged end of the tube.

На чертеже схематично показан предлагаемый теплообменник.The drawing schematically shows the proposed heat exchanger.

Теплообменник включает двухзаходные спиральные ленточные перегородки 1, примыкающие к внутренней 2 и наружной 3 трубе с образованием противоточных каналов 4 и 5, а также патрубки 6 и 7 соответственно дл подвода и отвода нагреваемого теплоносител и патрубки 8 и 9 соответственно дл подвода и отвода греющего теплоносител , сообщенные с соответствующими каналами 4 и 5. Внутренн труба 2 снабжена с одного торца заглушкой 10, а с противоположного торца сообщена с патрубком 6 подвода нагреваемого тепло- носител . На боковой поверхности внутренней трубы 1 с переменным шагом, уменьшающимс к торцу внутренней трубы 2, снабженному заглушкой 10, в местах, граничащих с винтовым, каналом 5, выполненыThe heat exchanger includes double-ended spiral band partitions 1, adjacent to the inner 2 and outer 3 pipe with the formation of counter-current channels 4 and 5, as well as nozzles 6 and 7, respectively, for supplying and discharging the heated coolant and nozzles 8 and 9, respectively, for supplying and discharging the heating coolant, communicated with the corresponding channels 4 and 5. The inner pipe 2 is provided at one end with a plug 10, and at the opposite end it is connected with a branch pipe 6 for supplying a heated heat carrier. On the side surface of the inner pipe 1 with a variable pitch, decreasing to the end of the inner pipe 2, provided with a plug 10, in the places bordering the screw, channel 5, are made

0 отверсти 11 одинакового сечени , сообщающие полость внутренней трубы 2 с винтовым каналом 5.0 holes 11 of the same cross section, connecting the cavity of the inner pipe 2 with the screw channel 5.

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

5 Греющий теплоноситель через патрубок 8 поступает в теплообменник и движетс , охлажда сь, в канале 4, отдава тепло нагреваемому теплоносителю через стенку трубы 2 и поверхность спиральных ребер 1.5 The heating coolant through the pipe 8 enters the heat exchanger and moves, cooling, in the channel 4, releasing heat to the heated coolant through the wall of the pipe 2 and the surface of the spiral ribs 1.

0 Через патрубок 9 греющий теплоноситель отводитс из теплообменника. Нагреваемый теплоноситель через патрубок 6 поступает в теплообменник и движетс , нагрева сь, во внутренней трубе 2 до за5 глушки 10. При этом нагреваемый теплоноситель через отверсти 11 во внутренней трубе 2 постепенно перетекает в винтовой канал 5 и движетс в обратном направлении по спирали внутри винтового канала 5, и0 Through the pipe 9, the heating coolant is discharged from the heat exchanger. The heated coolant through the pipe 6 enters the heat exchanger and moves, heated, in the inner pipe 2 to 5 of the head 10. At the same time the heated coolant through the holes 11 in the inner pipe 2 gradually flows into the screw channel 5 and moves in the opposite direction in a spiral inside the screw channel 5, and

0 через патрубок 7 отводитс из теплообменника . Температура нагреваемого теплоносител повышаетс за счет теплообмена через стенку трубы 2, а также через поверхность спиральных ребер 1. При перетоке0 through pipe 7 is discharged from the heat exchanger. The temperature of the heated coolant increases due to heat exchange through the wall of the pipe 2, as well as through the surface of the spiral ribs 1. With the flow

5 нагреваемого теплоносител из внутренней трубы 2 в винтовой канал 5 происходит дополнительна турбулизаци потока теплоносител и разрушение в зкого подсло этого потока, что позвол ет интенсифици0 ровать теплообмен. Выполнение отверстий 11 одинаковго сечени , но с переменным шагом, уменьшающимс к концу теплообменника , позвол ет при постепенном уменьшении располагаемого перепада дав5 лений нагреваемого теплоносител между внутренней трубой 2 и винтовым каналом 5 установить посто нный суммарный расход перетекающего теплоносител в каждом витке канала 5, что позвол ет стабилизиро0 вать гидравлический режим работы теплообменника .5, the heated coolant from the inner tube 2 to the screw channel 5 causes additional turbulization of the coolant flow and destruction of the viscous sublayer of this flow, which allows intensification of the heat exchange. Making the openings 11 of the same cross section, but with a variable pitch decreasing towards the end of the heat exchanger, allows for a gradual decrease in the available differential pressure of the heated coolant between the inner tube 2 and the screw channel 5 to establish a constant total flow of the flowing coolant in each turn of the channel 5, which allows It does not stabilize the hydraulic mode of operation of the heat exchanger.

Таким образом, наличие отверстий во внутренней трубе теплообменника в местах разграничени потоков нагреваемогоThus, the presence of holes in the inner tube of the heat exchanger in the places of delimitation of the flows of the heated

5 теплоносител позвол ет получить дополнительный положительный эффект, заклю- , чающийс в интенсификации теплообмена, благодар чему повышаетс эффективность использовани поверхности теплообмена. При этом достигаетс экономический эффект за счет экономии металла, идущего на сооружение теплообменника, на единицу теплоты.5, the heat carrier allows to obtain an additional positive effect, which is in the intensification of heat exchange, thereby increasing the efficiency of using the heat exchange surface. In this case, an economic effect is achieved due to the saving of metal going to the construction of the heat exchanger per unit heat.

Claims

Claims 1. A tube-in-tube heat exchanger containing double-ended spiral partition walls adjacent to the inner and outer tubes to form opposing heat transfer channels, as well as coolant inlet and outlet pipes communicated with appropriate channels, characterized in that, for the purpose of intensification heat

five

Exchange, the inner pipe is provided at one end with a plug, the ac of the opposite end communicates with a supply pipe for one of the heat transfer media, and on the side surface of the inner pipe there are holes arranged along a helical line and communicating its cavity with one of the heat transfer channels.

2. A heat exchanger according to claim 1, characterized in that the openings of the inner tube have the same cross section and are arranged with variable pitch, decreasing in the direction of the plugged end of the tube.