ПРОФИЛИРОВАННАЯ ТРУБКА Российский патент 2002 года по МПК F28F1/42 E03C1/44 

Изобретение относится к области строительной теплотехники и может быть использовано в имеющих нагревающие, охлаждающие и подобные им теплообменные устройства системах водоснабжения зданий и сооружений.

Известна профилированная трубка, предпочтительно для теплообменных устройств в системе водоснабжения зданий и сооружений, имеющая переходные от цилиндрических участки с выпуклой или вогнутой внутренней рабочей поверхностью (см. А.М. Литинский, Ю.Я. Ицхоки. Основы строительного дела и санитарной техники, М., Высшая школа, 1978 г., с. 121).

Известная конструкция трубки не позволяет интенсифицировать и оптимизировать по основным параметрам процесс тепломассообмена, и, кроме того, имеет ограниченную область применения и не позволяет использовать ее как в водо-водяных, так и в пароводяных кожухотрубчатых теплообменниках практически в оптимальных условиях теплообмена для обоих случаев.

В качестве наиболее близкого аналога выбрана профилированная трубка для теплообменных устройств, наружная поверхность которой выполнена с трапециевидными в продольном сечении ребрами, расположенными по винтовой линии, а внутренняя - с впадинами, образованными под ребрами (см. свидетельство на полезную модель РФ 6434 U1, F 28 D 7/16, 16.04.1998).

Техническая задача заключается в создании трубки, позволяющей интенсифицировать и оптимизировать по основным параметрам процесс тепломассообмена, и, кроме того, значительно расширить область ее применения, например, путем использования ее в водо-водяных или пароводяных кожухотрубчатых теплообменниках практически с оптимальными условиями теплообмена.

Достигается это тем, что в профилированной трубке для теплообменных устройств, наружная поверхность которой выполнена с трапециевидными в продольном сечении ребрами, расположенными по винтовой линии, а внутренняя - с впадинами, образованными под ребрами, ребра расположены по длине трубки с шагом, составляющим 7,0-12,0 высоты ребра, и имеют высоту 0,04-0,08 наружного диаметра трубки, при этом ребра, по крайней мере, на части длины трубки имеют в продольном ее сечении форму трапеции, при равенстве величин проекций боковых ее сторон на большее основание трапеции, или, по крайней мере, на части длины трубки имеют в продольном ее сечении форму неравнобокой трапеции, высота одной из боковых сторон которой превышает высоту другой ее боковой стороны не более чем на 0,02 наружного диаметра трубки.

Кроме того, указанные впадины могут быть образованы сопряженными между собой участками внутренней ее поверхности, очерченными в продольном сечении трубки предпочтительно равными радиусами, составляющими 0,0094-0,0156 наружного диаметра трубки и имеющими центры кривизны по обе стороны от внутренней поверхности трубки.

Также, указанные впадины могут быть образованы участками внутренней ее поверхности, очерченными в продольном сечении трубки, предпочтительно равными радиусами, составляющими 0,0094-0,0156 наружного диаметра трубки и имеющими центры кривизны, расположенные со стороны наружной поверхности трубки, предпочтительно симметрично относительно плоскости поперечного сечения, проходящего через точку поверхности впадины, наиболее удаленную от продольной оси трубки.

Ширина ребра по большему основанию трапеции может составлять 0,0984-0,1641 наружного диаметра трубки, а ширина ребра по меньшему основанию трапеции - 0,0563-0,0938 наружного диаметра трубки, причем внутренний диаметр трубки равен 0,65-0,75 ее наружного диаметра.

Указанные параметры конструкции опробованы на экспериментальных образцах, используемых как в системе холодного, так и горячего водоснабжения, а также в системах отопления, и показали высокие технические результаты.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 схематично представлен продольный разрез профилированной трубки в исполнении с противоположно расположенными центрами кривизны впадины; на фиг. 2 - продольный разрез профилированной трубки в исполнении с односторонне расположенными со стороны наружной поверхности центрами кривизны впадины.

Профилированная трубка предпочтительно для теплообменных устройств в системе водоснабжения зданий и сооружений для водо-водяных или пароводяных теплообменников выполнена с наружной поверхностью, имеющей трапециевидные в продольном сечении ребра 1, расположенные по винтовой линии. Внутренняя поверхность трубки выполнена с впадинами 2, образованными под ребрами 1, которые расположены по длине трубки с шагом "t", составляющим 7,0-12,0 высоты ребра 1, и имеют высоту "h", равную 0,04-0,08 наружного диаметра "D" трубки. Ребра 1, по крайней мере, на части длины трубки имеют в продольном ее сечении форму трапеции (как вариант - с непараллельными основаниями - фиг. 2), при равенстве в обоих случаях величин проекций боковых ее сторон на большее основание трапеции (фиг.2). Ребра 1, по крайней мере, на части длины трубки могут иметь в продольном ее сечении форму неравнобокой трапеции (фиг. 2 - левое ребро), высота одной из боковых сторон которой превышает высоту другой ее боковой стороны не более, чем на 0,02 наружного диаметра "D" трубки. Впадины 2 могут быть образованы сопряженными между собой участками внутренней поверхности трубки, очерченными в продольном сечении трубки предпочтительно равными радиусами "R", составляющими 0,0094-0,0156 наружного диаметра "D" трубки и имеющими центры кривизны по обе стороны от внутренней поверхности трубки. Или, как вариант, впадины 1 образованы участками внутренней поверхности трубки, очерченными в продольном сечении трубки, предпочтительно равными радиусами, составляющими 0,0094-0,0156 наружного диаметра "D" трубки и имеющими центры кривизны, расположенные со стороны наружной поверхности трубки, предпочтительно симметрично относительно плоскости поперечного сечения, проходящего через точку поверхности впадины, наиболее удаленную от продольной оси трубки. Ширина ребра 1 по большему основанию "b" трапеции составляет 0,0984-0,1641 наружного диаметра "D" трубки, а ширина ребра 1 по меньшему основанию "а" трапеции - 0,0563-0,0938 наружного диаметра "D" трубки, причем внутренний диаметр "d" трубки равен 0,65-0,75 ее наружного диаметра "D".

При работе устройства с описанной выше трубкой или трубками происходит теплообмен между средой, протекающей внутри трубки, и средой, протекающей вне трубки. Форма выполнения канала трубки практически исключает образование каких-либо отложений на ее стенках за счет траектории движения потока. Форма, расположение ребер 1 на поверхности трубки обеспечивают оптимальные условия и параметры теплообмена, что подтверждено экспериментальным путем на опытных образцах. Достигнутые результаты позволяют рекомендовать описанную трубку для широкого внедрения в различных областях, где необходимо осуществлять эффективный теплообмен при длительном эксплуатационном сроке и межремонтном периоде.

Изобретение относится к области строительной теплотехники и может быть использовано в имеющих нагревающие, охлаждающие и подобные им теплообменные устройства системах водоснабжения зданий и сооружений. Технический результат заключается в интенсифицировании и оптимизировании по основным параметрам процесса тепломассообмена. Профилированная трубка для теплообменных устройств характеризуется тем, что наружная поверхность ее выполнена с трапециевидными в продольном сечении ребрами, расположенными по винтовой линии, а внутренняя - с впадинами, образованными под ребрами. Ребра расположены по длине трубки с шагом, составляющим 7,0-12,0 высоты ребра, и имеют высоту 0,04-0,08 наружного диаметра трубки. При этом ребра, по крайней мере, на части длины трубки имеют в продольном ее сечении форму трапеции, при равенстве величин проекций боковых ее сторон на большее основание трапеции, или, по крайней мере, на части длины трубки имеют в продольном ее сечении форму неравнобокой трапеции, высота одной из боковых сторон которой превышает высоту другой. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Профилированная трубка для теплообменных устройств, наружная поверхность которой выполнена с трапециевидными в продольном сечении ребрами, расположенными по винтовой линии, а внутренняя - с впадинами, образованными под ребрами, отличающаяся тем, что ребра расположены по длине трубки с шагом, составляющим 7,0-12,0 высоты ребра, и имеют высоту 0,04-0,08 наружного диаметра трубки, при этом ребра, по крайней мере, на части длины трубки имеют в продольном ее сечении форму трапеции, при равенстве величин проекций боковых ее сторон на большее основание трапеции, или, по крайней мере, на части длины трубки имеют в продольном ее сечении форму неравнобокой трапеции, высота одной из боковых сторон которой превышает высоту другой ее боковой стороны не более чем на 0,02 наружного диаметра трубки. 2. Профилированная трубка по п. 1, в которой впадины образованы сопряженными между собой участками внутренней ее поверхности, очерченными в продольном сечении трубки предпочтительно равными радиусами, составляющими 0,0094-0,0156 наружного диаметра трубки и имеющими центры кривизны по обе стороны от внутренней поверхности трубки. 3. Профилированная трубка по п. 1, в которой впадины образованы участками внутренней ее поверхности, очерченными в продольном сечении трубки предпочтительно равными радиусами, составляющими 0,0094-0,0156 наружного диаметра трубки и имеющими центры кривизны, расположенные со стороны наружной поверхности трубки предпочтительно симметрично относительно плоскости поперечного сечения, проходящего через точку поверхности впадины, наиболее удаленную от продольной оси трубки. 4. Профилированная трубка по п. 1, в которой ширина ребра по большему основанию трапеции составляет 0,0984-0,1641 наружного диаметра трубки, а ширина ребра по меньшему основанию трапеции - 0,0563-0,0938 наружного диаметра трубки, причем внутренний диаметр трубки равен 0,65-0,75 ее наружного диаметра.