SU1760300A1 - Heat exchange tube - Google Patents
Heat exchange tube Download PDFInfo
- Publication number
- SU1760300A1 SU1760300A1 SU904882299A SU4882299A SU1760300A1 SU 1760300 A1 SU1760300 A1 SU 1760300A1 SU 904882299 A SU904882299 A SU 904882299A SU 4882299 A SU4882299 A SU 4882299A SU 1760300 A1 SU1760300 A1 SU 1760300A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- pipe
- heat exchange
- depressions
- exchange tube
- ellipse
- Prior art date
Links
Abstract
Использование: в теплообменник элементах в химической и энергетической отрасл х промышленности. Сущность изобретени : теплообменна труба имеет поперечные впадины на наружной поверхности и соответствующие выступы на внутренней поверхности. Выступы и впадины имеют профиль участка эллипса, больша ось 7 которого наклонена к оси 8 трубы под углом 5-30°, соотношение осей эллипса составл ет от 1:1,15 до 1:4, а глубина впадины составл ет 0,020-0,035 наружного диаметра трубы. 3 ил.Use: heat exchanger elements in the chemical and energy industries. SUMMARY OF THE INVENTION: The heat exchange tube has transverse cavities on the outer surface and corresponding protrusions on the inner surface. The protrusions and depressions have a profile of a section of an ellipse, the major axis 7 of which is inclined to the axis of the pipe at an angle of 5-30 °, the ratio of the axes of the ellipse is from 1: 1.15 to 1: 4, and the depth of the depression is 0.020-0.035 outer diameter of the pipe. 3 il.
Description
Изобретение относитс к теплообмен- ным элементам и может быть использовано в химической, энергетической промышленности и других област х техники, св занных с производством и эксплуатацией теплооб- менного оборудовани .The invention relates to heat exchange elements and can be used in the chemical, energy industry and other engineering fields related to the production and operation of heat exchange equipment.
Дл создани эффективных теплооб- менных устройств необходима интенсификаци теплоотдачи. Наиболее реальным и доступным путем интенсификации теплоотдачи в трубах вл етс искусственное нарушение ламинарного сло потока у стенки трубы.In order to create efficient heat exchanging devices, heat transfer intensification is necessary. The most realistic and affordable way to intensify heat transfer in pipes is an artificial disruption of the laminar flow layer near the pipe wall.
Известна теплообменна труба с кольцевыми впадинами по наружной поверхности и соответствующими им выступами на внутренней поверхности, имеющими высоту в 1,25-2,5 раза меньшую глубину впадин.A heat transfer tube is known with annular depressions along the outer surface and corresponding protrusions on the inner surface, having a height of 1.25-2.5 times less than the depth of the depressions.
Недостатком описанной конструкции вл етс то, что при наружном продольном обтекании поток теплоносител в зоне впадины резко турбулизируетс , что вызывает опережающий рост аэрогидродинамическогр сопротивлени , а при прохождении потока теплоносител внутри трубы - поток турбулизируетс выступом, а за выступом образуютс застойные зоны за счет отрыва потока от стенки трубы, что способствует отложени м загр знений на внутренней стенке трубы, что снижает эффективность использовани данной трубы.The disadvantage of the described construction is that with an external longitudinal flow, the flow of heat transfer fluid in the depression zone is sharply turbulized, which causes the advance growth of aerohydrodynamic resistance, and with the flow of heat transfer fluid inside the pipe, the flow becomes turbulent with a protrusion, and behind the ledge there are stagnant zones due to discharge pipe walls, which contributes to the deposition of contaminants on the internal wall of the pipe, which reduces the efficiency of use of this pipe.
Известна теплообменна труба, содержаща канавки на наружной и внутренней поверхност х, причем кажда канавка соединена с соответствующим гладким участком трубы отрезком пр мой, расположенным к продольной оси трубы с уклоном, составл ющим у наружной канавки не менее 2:1, а у внутренней не более 1:2.A heat exchanger tube is known that contains grooves on the outer and inner surfaces, each groove being connected to a corresponding smooth section of the pipe by a straight segment located to the longitudinal axis of the pipe with a slope of at least 2: 1 on the outer groove 1: 2.
Недостатком известной теплообменной трубы вл етс то, что при прохождении рабочей среды пристеночные ее слои за счет выступов турбулизируютс и открываютс от поверхности трубы, образу в канавках застойные зоны, в которых создаютс услови дл отложени загр знений. НаличиеA disadvantage of the known heat exchange tube is that when the working medium passes, the near-wall layers of the tube due to the protrusions are turbulized and open from the surface of the tube, forming stagnant zones in the grooves in which conditions are created for the deposition of contaminants. Availability
ЁYo
VI ( О СО О ОVI (O S O O O
выступов также способствует опережающему росту аэрогидродинамического сопротивлени . Кроме того, известна теплообменна труба нетехнологична дл массового производства из-за увеличени и уменьшени диаметров сопр гаемых участков относительно исходного размера трубы, что требует выполнени нескольких разных технологических операций.protrusions also contribute to faster growth of aero-hydrodynamic resistance. In addition, the known heat exchange tube is low-tech for mass production due to the increase and decrease in the diameters of the mating areas relative to the original tube size, which requires several different manufacturing operations.
При прохождении потока теплоносител в противоположном направлении, как указано в описании изобретени , аэрогид- росопротмвление возрастает еще больше.With the passage of heat carrier flow in the opposite direction, as indicated in the description of the invention, the aero-hydraulic expansion increases even more.
Целью изобретени вл етс интенсификаци теплообмена путем создани вихревой структуры потока теплоносител , снижени отложений загр знений на стенках трубы и повышение технологичности изготовлени теплообменной трубы.The aim of the invention is to intensify heat exchange by creating a vortex structure of the flow of heat-transfer fluid, reducing the deposits of contaminants on the pipe walls and improving the manufacturability of the heat-exchange tube.
Поставленна цель достигаетс тем, что в теплообменной трубе с поперечными впадинами на наружной поверхности и соответствующими им выступами на внутренней поверхности трубы, впадины и выступы выполнены в осевом сечении в виде эллиптического профил с соотношением малой и большой оси от 1:1,5 до 1:4, а углы наклона большой оси к оси трубы от 5 до 30°, при этом глубина канавки составл ет 0,020- 0,035 наружного диаметра трубы.The goal is achieved by the fact that in a heat exchange pipe with transverse depressions on the outer surface and corresponding protrusions on the inner surface of the pipe, the depressions and protrusions are made in axial section in the form of an elliptical profile with a ratio of the minor and major axes from 1: 1.5 to 1: 4, and the angles of inclination of the major axis to the axis of the pipe are from 5 to 30 °, while the depth of the groove is 0.020 - 0.035 of the outer diameter of the pipe.
На фиг. 1 изображена теплообменна труба; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.FIG. 1 shows a heat exchange tube; in fig. 2 — node I in FIG. one.
Теплообменна труба 1 содержит поперечные впадины 1 на наружной поверхности 3 и соответствующие им поперечные выступы 4 на внутренней поверхности трубы 5, причем поперечные впадины 2 и выступы 4 выполнены эллиптического профил с соотношением малой б большой 7 осей от 1:1,5 до 1:4, угол наклона большой оси эллипса к оси 8 трубы от 5 до 30°, а глубина канавки составл ет 0,025-0,035 наружного диаметра трубы.The heat exchange tube 1 contains transverse depressions 1 on the outer surface 3 and the corresponding transverse protrusions 4 on the inner surface of the pipe 5, and transverse depressions 2 and protrusions 4 are made of an elliptical profile with a ratio of small b large 7 axes from 1: 1.5 to 1: 4 , the angle of inclination of the major axis of the ellipse to the axis of the pipe 8 is from 5 to 30 °, and the depth of the groove is 0.025-0.035 of the outer diameter of the pipe.
При этом положительный эффект наибольший при меньшем соотношении осей эллипса и при меньшем угле наклона большей оси при большем соотношении осей эллипса при большем угле наклона большой оси.In this case, the positive effect is greatest with a smaller ratio of the axes of the ellipse and with a smaller angle of inclination of the larger axis with a larger ratio of the axes of the ellipse with a larger angle of inclination of the major axis.
При меньшем угле наклона большой оси и большем соотношении осей поверхность трубы уменьшаетс , что отрицательно сказываетс на конвективной составл ющей. При меньшем соотношении осей и большем угле наклона большой оси увеличиваетс турбулентность и образование застойных зон, что снижает тепловую эффективность и повышает аэрогидродинамическое сопротивление .With a smaller angle of inclination of the major axis and a larger ratio of the axes, the pipe surface decreases, which negatively affects the convective component. With a smaller ratio of axes and a larger angle of inclination of the major axis, turbulence and the formation of stagnant zones increase, which reduces thermal efficiency and increases aero-hydrodynamic resistance.
Работа теплообменной трубы рассматриваетс при следующих комбинаци х теплоносителей:The operation of the heat exchange pipe is considered with the following combinations of coolants:
наружна поверхность - газ, внутренн - жидкость (вод ные экономайзеры, пароперегреватели и др.);external surface — gas, internal — liquid (water economizers, steam superheaters, etc.);
внутренн поверхность - газ, наружна -жидкость (жаровые трубы газотрубных котлов);internal surface - gas, external liquid (flame tubes of gas-tube boilers);
0 наружна и внутренн поверхности трубы - газ (воздухоподогреватели).0 external and internal surface of the pipe - gas (air heaters).
При наружном обтекании газового потока теплоносител рабоча среда, попада в поперечные впадины 2, закручиваетс , об5 разу смерчевой вихрь по всей длине впадины 2, и благодар более плавному выходу вихрь выходит из впадины 2 без отрыва от стенки трубы 1, Создаетс сплошна вихрева структура на поверхности трубы 1,When the flow of the coolant flow around the working medium, entering the transverse depressions 2, twists, about 5 times a tornado vortex along the entire length of depressions 2, and due to a smoother exit, the vortex leaves the depressions 2 without detachment from the wall of pipe 1, a continuous vortex structure on the surface pipes 1,
0 При внутритрубном течении газового потока теплоносител рабоча среда, встреча сь с выступом 4, турбулизуетс и, благодар плавному переходу от выступа 4 к гладкой части трубы 1, поток не отрываетс 0 In the case of the in-line flow of the heat carrier gas, the working medium, meeting the protrusion 4, is turbulent and, due to the smooth transition from the protrusion 4 to the smooth part of the pipe 1, the flow does not come off
5 от стенки трубы 1, обеспечива полное использование стенки трубы 1 дл теплопередачи .5 from the wall of the pipe 1, ensuring full utilization of the wall of the pipe 1 for heat transfer.
При двустороннем течении газовых сред используетс суммарна эффектив0 ность профилей каждой стороны.With two-way flow of gaseous media, the overall efficiency of the profiles of each side is used.
Применение за вл емой конструкции теплообменной трубы позвол ет расширить диапазон ее применени (ширмовые поверхности , вод ные экономайзеры, жаровыеThe use of the proposed design of the heat exchange tube allows to expand the range of its application (screen surfaces, water economizers,
5 трубы газотрубных котлов и др. поверхностей котлоагрегатов), снизить температурный напор поверхностей за счет увеличени теплоотдачи, уменьшить образование отложений загр знений из потока5 tubes of gas-tube boilers and other surfaces of the boiler units), reduce the temperature pressure of the surfaces by increasing heat transfer, reduce the formation of deposits of contaminants from the stream
0 теплоносител , сократить металлоемкость теплообменного оборудовани при высокой технологичности ее изготовлени .0 heat carrier, reduce the metal intensity of the heat exchanging equipment with high manufacturability.
Профиль за вл емой теплообменной трубы получаетс методом поперечно-вин5 товой прокатки за один проход, при этом в процессе изготовлени можно регулировать глубину впадины и соответственно величину выступа, что позвол ет регулировать интенсивность теплообмена.The profile of the proposed heat exchange tube is obtained by the method of transversely-winded rolling in one pass, while in the manufacturing process it is possible to adjust the depth of the depression and, accordingly, the size of the protrusion, which allows you to adjust the intensity of heat exchange.
0Стоимость профильной трубы возрастает против гладкой на 1,3-1,5 коп. на 1 п.м„ что при снижении металлоемкости теплообменника в 1,3-1,5 раз не вли ет на себестоимость изготовлени оборудовани и даетThe cost of the profile pipe increases against the smooth by 1.3-1.5 kopecks. by 1 l.m. that with a decrease in the metal intensity of the heat exchanger 1.3-1.5 times does not affect the cost of manufacture of the equipment and gives
5 положительный эффект5 positive effect
В результате стендовых исследований получено увеличение теплоотдачи по внутренней и наружной поверхност м до 2-2,5 раза по сравнению с гладкостенной трубой .As a result of bench studies, an increase in heat transfer along the inner and outer surfaces up to 2-2.5 times as compared with a smooth-wall pipe was obtained.
Результаты части экспериментальных данных за вл емой трубы представлены на прилагаемом чертеже фиг. 3, где глубина впадины в трубах 1,2,3 соответственно 0,7; 0,1; 1,5 мм.The results of a portion of the experimental data of the inventive pipe are presented in the accompanying drawing of FIG. 3, where the depth of the depression in the pipes 1,2,3, respectively, 0,7; 0.1; 1.5 mm.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904882299A SU1760300A1 (en) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | Heat exchange tube |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904882299A SU1760300A1 (en) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | Heat exchange tube |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1760300A1 true SU1760300A1 (en) | 1992-09-07 |
Family
ID=21545127
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904882299A SU1760300A1 (en) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | Heat exchange tube |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1760300A1 (en) |
-
1990
- 1990-09-03 SU SU904882299A patent/SU1760300A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 612142, кл. F 28 F 1/42, 1976. Авторское свидетельство СССР № 1071921, кл. F28F 1/42, 1981. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5497824A (en) | Method of improved heat transfer | |
CN109405589B (en) | Spherical heat exchanger with double tube-pass independent heat exchange | |
Popov et al. | Industrial applications of heat transfer enhancement: The modern state of the problem (a Review) | |
SU960522A2 (en) | Tube-and-plate type heat exchanger | |
WO2004099698A1 (en) | Intensive heat exchange tube with discontinuous ribs | |
US5163508A (en) | Heat exchanger baffle system | |
US4393926A (en) | Clover heat exchanger core | |
JP2007085723A (en) | Heat exchanger comprising supercritical carbon-dioxide circuit | |
SU1760300A1 (en) | Heat exchange tube | |
RU2386096C2 (en) | Honeycomb heat exchanger with flow swirling | |
CN104482792A (en) | Axial symmetry type cross inner-fin heat transfer enhanced tube | |
CN2253460Y (en) | Needle fin tube | |
CN211626218U (en) | H-shaped finned tube with turbulent flow cavity structure | |
RU2391613C1 (en) | Shell-and-tube heat exchanger | |
CN206974246U (en) | A kind of tubular heat exchange device | |
RU2673119C2 (en) | Heat exchanging device | |
RU2027969C1 (en) | Heat exchange element | |
RU2770086C1 (en) | Shell-and-tube heat exchanger | |
SU1744412A2 (en) | Heat exchange surface | |
RU1776959C (en) | Heat exchanger | |
CN2650056Y (en) | Three-head corrugated heat exchanger tube | |
RU102776U1 (en) | PROFILED TUBE OF THE SHOW-TUBE HEAT EXCHANGER | |
CN107246813A (en) | Tubular heat exchange device | |
CN109724446A (en) | Augmentation of heat transfer pipe and pyrolysis furnace | |
MYA et al. | Baffle Design of Shell And Tube Heat Exchanger |