Теплообменный элемент Советский патент 1983 года по МПК F28F1/36 

(.54) ТЕПЛООБМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к конструктивным элементам теплообменных аппаратов и может быть использовано в любой отрасли промышленности, в которых имеют место процессы конденсации , и в частности, в судовых водоопресяительных установках.

Известен теплообменный элемент, содержащий вертикальную трубу, снабженную спиральным оребрением t.Недостаток элемента заключается в том, что он, в случае использования его для процесса пленочной конденсации, не сможет обеспечить эффективный отвод конденсата из-за скопления последнего у. основания ребра и движения вдоль основания ребра по винтовой линии BOkpyr трубы непрерывным потоком, являющимся к тому же дополнительным тепло;вым сопротивлением.

Известна вертикальная теплообменная труба, преимущественно для конденсатора атомной электростанции,, снабженная наружнь с:пиральным оребрением, на каждом витке которого выполнены вырезы клинообразной формы 2 J. Данная труба хотя н позволяет интенсифицировать процесс конденсации, по сравнению с вы(11еуказанным теплообменным элементом, поскольку имеет

ребро, снабженное вырезом, о;цнако интенсификация процесса конденсации данной трубой обеспечивается до наступления момента затопления ребра, а именно: вследствие наличия, вырезов возможного перетекание конденсата с верхнего витка ребра на нижний, особенно в процессе пленочной конденсации медленно движущегося пара,

10 в результате увеличивается толщина пленки конденсата, ухудшается теплообмен через стенку трубы.

Известен также теплообменный мент, содержащий трубу с навитым на нее наружным проволочным оребрением, состоящим из отдельных спиральных витков , расположенных с заданным шагом по длине трубы зД.

20 Данный элемент хотя и обеспечивает малую.толщину конденсатной пленки, однако высокие значения коэффициента теплоотдачи у данного теплообменного элемента могут быть получены ,- лишь при небольших высотах трубы и малых значениях удельной тепловой нагрузки. С увеличением высоты трубы и ростом тепловой нагрузки наступает так называемое затопление или за.j хлебывание ребер, когда канал, разованный на трубе для стока конденсата с помощью проволок, переполняе ся конденсатом и проволоки перестаю оказывать интенсифицирующее влияние йа. теплообмен при конденсации. Цель изобретения - интенсификаци теплообмена при пленочной конденсации в конденсаторах, преимуществе но, вертикального типа. Эта цель достигается тем, что в теплообменном элементе, содержащем трубу с навитым на нее наружным про волочным оребрением, состоящим из отдельных спиральных витков, расположенных с заданным шагом по трубы, каждый из витков имеет участок, оттогнутый от трубы под рстрым углом в направлении навивки. При этом отогнутые участки смежных витков отогнуты в диаметрально противоположные стороны. На чертеже изображен предлагаемы теплообменный элемент. Теплообменный элемент содержит т бу 1, проволочное оребрение 2, состоящее из отдельных витков 3, имеющих учаеток 4, ОТОГ.НУТЫЙ от трубы под острым углом. Количество спирал ных витков проволочного оребрения может быть определено по формуле Томаса:1)-(H-D - число спиралей, О - коэффициент кинематическо вязкости конденсата MVcJ а - плотность теплового поток Вт/м-2-, Н -.высота трубы, м; D - диаметр трубы, м; Г - теплота парообразования, Дж/кг, Р - плотность коЕшенсата, кг/ Э - диаметр проволоки, м. Теплообменный элемент работает следующим образом. Пары рабочего вещества подаются поверхность трубы, охлаждаемую с по мощью хладоносителя, и конденсируют на ней. Конденсат в виде пленки покрывает теплопередающую поверхность геплообменного элемента, Проволоч ые ребра придают теплопередающей поверхности переменную кривизну, в результате чего в пленке конденсата возникает градиент давления, и она стягивается к проволочным ребрам. Стекая вдоль спиральных ребер в виде ручьев, конденсат с помощьюотогнутых участков проволочных ребер, удаляется с теплообменного элемента еще до наступления момента затопления. Таким образом, толщина пленки конденсата вдоль всей поверхности теплообменного элемента поддерживается стабильно малой, что позволяет добиться высоких средних значений коэффициента теплоотдачи при конденсации для теплообменного элемента в целом. Применение предлагаемого теплообменного элемента в конденсаторах позволит интенсифгщировать процесс теплообмена при пленочной конденсации, а следовательно, уменьшить металлоемкость конденсаторов и их размеры в 1,5-2 раза при снижении энергозатрат на подачу хладоносителей. Формула изобретения 1.Теплообменный элемент, содержащий трубу с. навитым на нее наружным проволочным оребрением, состоящим из отдельных спиральных витков, расположенных с заданным шагом по длине трубы, отличающийс я тем, что, с целью интенсификации теплообмена при пленочной конденсации в конденсаторах, преимущественно, вертикального типа, каждый из витков имеет участок, отогнутый от трубы под острым углом в направлении навивки. 2.Элемент по п. 1, от.ли-чающийся тем, что отогнутые участки смежных витков отогнуты в диаметрально противоположные стороны. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании № 1343412, кл. F 4 S, опублик. 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 457868, кл. F 28 F 1/36, 1973. 3.Авторское свидетельство СССР №143408, кл. F 28 В 1/06, 1962.

1000730