ТЕПЛООБМЕННАЯ ПОВЕРХНОСТЬ Российский патент 2003 года по МПК F28F3/02 F28D17/02 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в регенеративных воздухоподогревателях.

Известна теплообменная поверхность (см. авт. свид. СССР 253988 F 23m, 1969), содержащая систему решеток, выполненных в виде шаров, соединенных цилиндрическими перемычками с диаметрами, меньшими диаметров шаров, при этом часть перемычек имеет седлообразную форму, и принятая за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известной теплообменной поверхности, принятой за прототип, относится то, что известная теплообменная поверхность обладает пониженной эффективностью работы из-за повышенных гидравлических сопротивлений, а также вследствие неравномерной теплоотдачи сферических и цилиндрических поверхностей соответственно шаров и цилиндрических перемычек. Кроме того, шаровые и цилиндрические поверхности не обладают свойством самообдуваемости омывающих их потоков теплоносителей, поэтому шары и цилиндры с тыльных сторон по ходу потоков интенсивно обрастают отложениями золы и других загрязнений.

Сущность изобретения заключается в следующем. Для повышения эффективности работы теплообменной поверхности путем уменьшения гидравлических сопротивлений и интенсификации конвективного теплообмена вследствие увеличения коэффициентов теплоотдачи, а также снижения интенсивности и количества загрязнений целесообразно теплообменную поверхность выполнить в виде набора решеток, состоящих из ромбических тел, соединенных стержнями-перемычками, ромбической формы поперечного сечения. Ромбические тела имеют обтекаемую поверхность, равномерно омываются потоком теплоносителя, что снижает гидравлические сопротивления и интенсифицирует конвективный теплообмен вследствие повышения коэффициентов теплоотдачи на боковых участках ромбических элементов по сравнению с шарообразными и цилиндрическими. Кроме того, поверхности ромбических тел обладают свойством самообдуваемости омывающего их потока теплоносителя, что снижает интенсивность и количество отложений золы и других загрязнений.

Технический результат - повышение эффективности работы теплообменной поверхности путем уменьшения гидравлических сопротивлений, интенсификации конвективного теплообмена и снижения количества отложений золы и других загрязнений.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что известна теплообменная поверхность, содержащая систему решеток, особенность теплообменной поверхности заключается в том, что решетки выполнены из ромбических тел, соединенных стержнями-перемычками, имеющими ромбическую форму поперечного сечения, при этом вершины ромбических тел и ромбических стержней-перемычек расположены по направлению потока теплоносителя.

На чертежах представлено: на фиг.1 изображена теплообменная поверхность, вид сбоку; на фиг. 2 - решетка, вид в плане.

Теплообменная поверхность содержит систему решеток - набивку. Решетки состоят из ромбических тел 1, соединенных между собой перемычками 2, образующими квадратные или прямоугольные ячейки. Перемычки 2 выполнены в виде стержней, имеющих ромбическую форму поперечного сечения. Вершины 3 ромбических тел 1 и вершины 4 ромбических перемычек 2 расположены по направлению потока теплоносителя. Высота h и ширина b перемычки 2 может равняться высоте Н и наибольшему диаметру d ромбического тела 1. В этом случае решетка будет состоять из стержней ромбической формы поперечного сечения.

Решетки могут изготовляться из металла с покрытием или без него, а также из керамики или другого коррозионно-устойчивого материала.

Работа теплообменной поверхности осуществляется следующим образом.

Греющий теплоноситель - продукты сгорания и нагреваемый теплоноситель - воздух попеременно омывают решетки, состоящие из ромбических тел 1, соединенных стержнями-перемычками 2, имеющими ромбическую форму поперечного сечения. Во время омывания набивки продуктами сгорания она аккумулирует тепло, а при прохождении через нагретую набивку нагреваемого теплоносителя тепло передается холодному воздуху.

Устройство набивки регенеративного воздухоподогревателя в форме решеток, выполненных из ромбических тел, соединенных стержнями-перемычками, имеющими ромбическую форму поперечного сечения, позволяет снизить гидравлические сопротивления и интенсивность и количество отложений золы и других загрязнений путем создания безотрывных течений потоков теплоносителей в решетках набивки, а также дополнительно интенсифицировать конвективный теплообмен за счет уменьшения толщин тепловых пограничных слоев на поверхностях теплообменных элементов набивки, что повышает эффективность работы теплообменной поверхности.

Наиболее эффективные результаты по организации конвективного теплообмена могут быть достигнуты при устройстве набивки таким образом, чтобы ромбические тела в соседних решетках располагались в шахматном порядке, а их вершины направлены по ходу потоков теплоносителей.

Изобретение предназначено для применения в теплотехнике, а именно в регенеративных воздухоподогревателях. Заявленное устройство содержит систему решеток, причем решетки выполнены из ромбических тел, соединенных стержнями-перемычками, имеющими ромбическую форму поперечного сечения, при этом вершины ромбических тел и ромбических перемычек расположены по направлению потока теплоносителя. Изобретение позволяет повысить эффективность работы теплообменной поверхности путем уменьшения гидравлических сопротивлений, интенсификации конвективного теплообмена и снижения количества отложений золы и других загрязнений. 2 ил.

Теплообменная поверхность, содержащая систему решеток, отличающаяся тем, что решетки выполнены из ромбических тел, соединенных стержнями-перемычками, имеющими ромбическую форму поперечного сечения, при этом вершины ромбических тел и ромбических перемычек расположены по направлению потока теплоносителя.