РАДИАТОР Российский патент 1995 года по МПК F28D7/16 F28F1/32 

Изобретение относится к подвижному транспорту и касается конструкции радиатора системы охлаждения теплоэнергетических установок подвижных транспортных средств, в частности тепловозов.

Известны водовоздушные секции радиатора для охлаждения силовых установок, содержащие пучок плоских труб, оребренных общими пластинами, трубные коробки, боковые щитки и коллекторы.

Основными недостатками этих радиаторов являются невысокий коэффициент теплопередачи и технологические сложности в изготовлении, вследствие использования трубчатопластинчатой сердцевины радиатора.

Известен также радиатор для охлаждения силовой установки тепловозов, принятый за прототип, который содержит пучок плоских труб, оребренных ленточным оребрением, трубные коробки, боковые пластины и коллекторы.

Недостатком такого радиатора являются невысокий коэффициент теплопередачи.

Задачей изобретения является повышение коэффициента теплопередачи радиатора.

Это достигается следующим образом. Ленточное оребрение выполняется в виде волнистой поверхности (по ходу движения воздуха), представляющей собой последовательное чередование выступов и впадин, имеющих одинаковые размеры по отношению к осевой линии, при этом высотa h выступов (с острой кромкой) h (1,5-2) δ где δ- толщина пограничного слоя, а расстояние S между соседними выступами S (12--15)h.

Вышеперечисленные отличительные признаки являются новыми по сравнению с прототипом, поэтому изобретение соответствует критерию "новизна".

Как показали исследования, использование в теплообменных аппаратах трубчато-ленточного типа ленточного оребрения с волнистой поверхностью (т.е. с турбулизаторами), разрушающей только пристенный пограничный слой, позволяет существенно увеличить коэффициент теплопередач без увеличения аэродинамического сопротивления радиатора.

При увеличении высоты выступов h > 2δ при S const (12.15)h происходит разрушение не только пристенного пограничного слоя, но и центральной части потока теплоносителя (например, воздуха), что приводит к резкому росту гидравлического сопротивления. При уменьшении (h < 1,5δгенерация вихревых структур за выступом происходит незначительная, а следовательно, существенного роста коэффициента теплопередачи не происходит. При увеличении или уменьшении шага между выступами S<> (12.15)h происходит резкое увеличение аэродинамического сопротивления радиатора.

На основании вышеизложенного можно считать, что изобретение соответствует критерию "Положительный эффект".

Выполнение радиатора с предлагаемыми относительными параметрами позволяет
увеличить коэффициент теплоотдачи поверхности;
повысить эффективность радиатора;
снизить габариты и массу теплообменников;
сократить расход цветных металлов.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый радиатор; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2.

Радиатор содержит пучок плоских труб 1, оребренных ленточным оребрением с волнистой поверхностью 2, трубные коробки 3, боковые щитки 4 и коллекторы 5.

Радиатор работает следующим образом. Горячий теплоноситель (например, вода) поступает через верхний коллектор 5 и трубную коробку 3 в плоскость плоских труб 1, а потом в нижнюю трубную коробку и коллектор. Холодный теплоноситель (например, воздух) просасывается вентилятором охлаждающего устройства силовой установки тепловоза через воздушные каналы, образованные плоскими трубами и ленточным оребрением 2.

Выполнение радиаторов с предлагаемыми соотношениями параметров позволяет повысить теплоаэродинамические характеристики секции и снизить расход цветных металлов на их изготовление.

Использование: в конструкции теплообменных аппаратов. Сущность изобретения: радиатор содержит пучок плоских труб с ленточным оребрением. Ленточное оребрение выполнено гофрированным по ходу движения воздуха с последовательным чередованием выступов и впадин, имеющих одинаковые размеры по отношению к осевой линии. Высота h выступов равна (1,5 2) δ, где δ толщина пограничного слоя. Расстояние S между соседними выступами равно (12 15) h. 3 ил.

РАДИАТОР, содержащий пучок плоских труб, снабженных ленточным оребрением, трубные коробки, боковые пластины и коллекторы, отличающийся тем, что ленточное оребрение выполнено гофрированным с последовательным чередованием выступов и впадин, имеющих одинаковые размеры по отношению к осевой линии, при этом высота h выступов удовлетворяет соотношению h = (1,5-2)δ, где δ толщина пограничного слоя, а расстояние S между соседними выступами равно S (12 15) h.