Теплообменный элемент Советский патент 1984 года по МПК F28F1/40 

Изобретение относится к теплообманной аппаратуре и может быть использовано в энергетической промышленности. Известен теплообменный элемент, содержащий цилиндрический корпус и установленную в нем вставку в виде свернутой в спираль ленты Недостатком указанного теплообмен ного элемента является слабая турбулизация потока теплоносителя, что снижает коэффициент теплопередачи и увеличиваег габариты в целом. , Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является теплообменный элемент, содержащий цилиндрический корпус и соосно установленную в нем турбулизирующую встав ку, в виде полого усеченного конусаС2 Недостатком известного теплообменнрго элемента является низкий коэффициент теплопередачи, обусловленный наличием пограничного слоя на внутренней поверхности его корпуса. Целью изобретения является интенсификация теплообмена. Указанная цель достигается тем, что в теплообменном элементе, содержащем цилиндрический корпус и соосно установленную в нем турбулизирующую вставку в виде полого усеченного конуса, на боковой поверхности конуса вдоль его образующей выполнено тангенциально расположенное щелевидное сопдо. Кроме того, вставка может быть свернута в спираль. На фиг. 1 схематично изображен теплообменный элемент, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Теплообменный элемент содержит цилиндрический корпус 1 и соосно установленную в нем турбулизирующую вст ку в виде полого усеченного конуса 2 на боковой поверхности которого вдол его образующей выполнено тангенциал1ь но расположенное щелевидное сопло 3. Корпус 1 снабжен оребрением 4, а конус 2 со стороны меньшего основания - днищем 5. Сопло 3 турбулизирующей вставки ра положено так, что плоская струя воздуха, вытекающего из сопла, направле на на более нагреваемую часть вну.тренней поверхности корпуса 1, что способствует устранению пограничного слоя и перегрейа корпуса теплообменного элемента. Конус 2 может быть выполнен из загнутого в виде конической спирали металлического листа, внешний конец которого заходит за внутренний, образуя щелевидное плоское сопло 3. Большее основание полого усеченного конуса 2 обращено к подаваемому потоку воздуха. При размещении теплообменного элемента в высокотемпературной зоне отходящих дымовых газов. (Т 850-1000 С) он воспринимает тепло неравномерно по всей поверхности. Та часть поверхности, которая обращена к раскаленной,футеровке печи нагревается более интенсивно путем конвективного и радиационного теплообмена, поэтому она имеет более высокую температуру и может перерореть. Остальная часть корпуса 1 нагревается только благодаря конвективному теплообмену, поэтому имеет температуру значительно ниже. . Для ликвидации местного перегрева корпуса 1 струя нагреваемого воздуха, выходящего из конической вставки, направлена в зону наиболее нагретого участка. Вихревое движение нагреваемого воздуха в корпусе 1 способствует интенсификации теплообмена, а коническая Полая вставка создает условия для получения оптимальных скоростей воздуха в полом конусе и в цилиндрическом корпусе 1. Теплообменник работает следующим образом. В расположенньй внутри цилиндрического корпуса 1 польй усеченный Конус 2 нагнетается воздух (газ), который, вытекая через плоское щелевое сопло 3, приводит в вихревое вращательное движение весь объем воздуха, находящийся в пространстве между цилиндрическим корпусом 1 и турбулизирующей вставкой. Благодаря вихревому движению воздуха, интенсифицируется теплоотдача от внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1 к. нагреваемому воздуху, которая является лимитирующей в общем коэффициенте теплопередачи от высокотемпературных дымовых газов, омываемых снаружи теплообменный элемент, к нагреваемому внутри его воздуху. Предлагаемый теплообменный элемент способствует устранению ламинарного слоя и интенсификации теплообмена в целом.

1. ТЕПЛООБМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий цилиндрический корпус и соосно установленную в нем турбули зирующую вставку в виде полого усеченного конуса, отличающийся тем, что, с цепью интенсификации теплообмена, Набоковой поверхности конуса вдоль его образующей вьшолнено тангенциально расположенное щелевидное сопло. 2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что вставка свернута в спираль. О5 Од 4а Фи9.1