SU932192A1

SU932192A1 - Теплообменный элемент

Info

Publication number: SU932192A1
Application number: SU802927909A
Authority: SU
Inventors: Сергей Аркадьевич Замятин; Вячеслав Михайлович Будов
Original assignee: Горьковский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.А.А.Жданова
Priority date: 1980-03-03
Filing date: 1980-03-03
Publication date: 1982-05-30

Description

() ТЕПЛООБМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относитс к теплоэнергетике и может быть применено в вы соконапр женных теплообмённых аппара тах. Известна труба теплообменника с размещенным по ее оси стержнем, снаб женным турбулизирующимй элементами, размещенными с заданным интервалом по д)1ине трубы. Турбулизирующий элемент выполнен в виде упругого веерообразного пучка проволок, а свободны концы проволок примыкают к внутренне поверхности трубы Г 13. Недостатком такого типа теплообмё ных элементов вл етс меньша интен сификаци теплообмена при достаточно высоком гидравлическом сопротивлении трубы, чем у теплообмённых элементов , содержащих турбулизирующие устройства в виде винтовых завихрителей потока. Известен также теплообменный элемент , содержащий винтовое турбулизирующее устройство, выполненное с диаметром, большим максимально возможного в пределах пол допусков внутреннего диаметра трубы, и имеющее тонкую винтовую кромку дл устранени зазоров ее деформацией при введении вставки в трубу Г23. Недостатком таких теплообмённых элементов вл етс большое гидравлическое сопротивление теплообменной трубы, в которую онЛ заведены. Это сопротивление обусл : злено в значительной мере наличием зоны обратных токов за трубулизирующей вставкой. Существование зоны обратных токов приводит также к пульсации расхода, что вл етс причиной возникновени дополнительных термических напр жений в стенках теплообменной трубки, снижающих эксплуатационную надежность теплообменника. Наиболее близким к предлагаемому вл етс элемент, содержащий трубу с турбулизирующей цилиндрической вставкой,снабженной внутри винтовыми ребрами, имеющими контакт с внутренней стенкой трубы ГЗЪ

Известному элементу присущи те же недостатки. При этом значительна дол гидравлических потерь обусловлена наличием зоны обратных токов, образующихс за турбулизатором. Эти потери не используютс дл интенсификации теплообмена в трубе, а привод т к бесполезной диссипации энергйи . Наличие зоны обратных токов вл етс причиной возникновени переменных термических напр жений в стенках теплообменной трубки.

Цель изобретени - интенсификаци теплообмена путем разрушени зоны обратных токов теплоносител .

Поставленна цель достигаетс тем, что в теплообменном элементе, содержащем трубу с турбулизирующей цилиндрической вставкой внутри, снабженной винтовыми ребрами, имеющими контакт с внутренней стенкой трубы, вставка выполнена с осевым отверстием, имеющим диаметр, равный 0,13-0,15 внутреннего диаметра трубы. На чертеже изображен теплообменный элемент. Элемент содержит трубу 1, турбулизирующую цилиндрическую встав9 у 2 с винтовыми ребрами 3. Боковые поверхности ребер 3, внутренн поверхность трубы 1 и поверхность цилиндрической вставки 2 образуют змеевиковый канал k дл прохождени теплоносител . Вдол турбулизирующей вставки 2 выполнено сквозное осесимметричное отверстие 5. Работа теплообменного элемента осу ществл етс следующим образом. Поток теплоносител , двига сь в теплообменной трубе 1, заходит в змее ьлковый канал 4. Проход по каналу k вдоль винтовых ребер 3, поток закручиваетс , что необходимо дл интенсификации процесса теплообмена. Часть n тока проходит через отверстие 5 не закручива сь. Теплоноситель, выход щий из осесимметричного отверсти 5, разрушает зону обратных токов, образующуюс за турбулизирующим устройством за счет закрутки основной части потока. Чтобы не снижались интенсифицирующие свойства элемента, отношение диаметра осесимметричного отверсти 5, выполненного во вставке 2, к внутреннему диаметру теплообменной трубы 1 равно 0,13-0,15. Такой размер отверсти 5 обеспечивает расход теплоносител , достаточный дл разрушени зоны обратных токов и не снижающий интенсифицирующие свойства турбулизатора.

Применение предлагаемого теплорбменного элемента позвол ет уменьшить диссипацию энергии в зоне обратных токов, уменьшить гидравлическое сопротивление теплообменной трубы и теплообменника в целом, а также избавитьс от пульсаций расхода, которые обусловлены изменением во времени осевой составл ющей скорости потока з турбулизатором.

Claims

В высоконапр женных теплообменниках реализаци такого устройства позвол ет при сохранении интенсификации теплообмена уменьшить напор и мощность обслуживающих насосов, габариты и зататы энергии, потребл емой насосами. Предлагаемое техническое решение дает также положительный эффект в части повышени эксплуатационной ресурсной надежности при незначительных экономических затратах. Формула изобретени Теплообменный элемент, содержащий трубу с турбулизирующей цилиндрической вставкой внутри, снабженной винтовыми ребрами, имеющими контакт с внутренней стенкой трубы, отличающийс тем, что, с целью интенсификации теплообмена путем разрушени зоны обратных токов теплоносител , циркулирующего в элементе, вставка выполнена с осевым отверстием , имеющим диаметр, равный 0,,15 внутреннего диаметру трубы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР W.+78992, кл. F 28 F 1/АО, 1975.
2.Авторское свидетельство СССР W , кл. F 28 F 1/30, 19673 .Щукин В.К. Теплообмен и гидродинамика внутренних потоков в пол х массовых сил. М., Машиностроение , 1970, с. 17.

/V