ТЕПЛООБМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ Советский патент 1996 года по МПК F28F1/40 F28F13/00 

Изобретение относится к теплопередающим устройствам и может найти применение во всех областях техники, где используются теплообменные аппараты.

По основному авт.св. N 798467 известен теплообменный элемент, содержащий трубу, внутpи которой установлены турбулизаторы, выполненные в виде системы цилиндрических стержней, установленных диаметрально по винтовой линии с угловым смещением один относительно другого и с шагом, равным или большим наружного диаметра стержня, причем в стенке трубы выполнены отверстия под торцы стержней, а стержни выполнены полыми.

Однако учитывая, что предыдущий по ходу теплоносителя стержень экранирует каждый последующий, эффективная поверхность теплообмена существенно снижается. С учетом необходимой прочности мостиков металла между сверлениями в стенке трубы угол поворота каждого последующего стержня должен быть достаточно большим, в связи с чем в поперечном сечении увеличивается просвет между стержнями, что снижает эффект закручивания потока теплоносителя и, следовательно, интенсивность теплообмена.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в теплообменном элементе, содержащем трубу, внутри которой установлены турбулизаторы, выполненные в виде системы цилиндрических стержней, установленных диаметрально по винтовой линии с угловым смещением один относительно другого и с шагом, равным или большим наружного диаметра стержня, причем в стенке трубы выполнены отверстия под торцы стержней, а стержни выполнены полыми и собраны попарно с перпендикулярным их размещением в каждой паре, а каждая последующая пара повернута относительно предыдущей на угол
60d/D ≅ α ≅ 130d/D, где d наружный диаметр стержней;
D внутренний диаметр трубы.

На фиг. 1 изображен теплообменный элемент, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг.1.

Теплообменный элемент содержит трубу 1 с отверстиями 2, в которых жестко закреплены полые стержни 3 и 4, размещенные взаимно перпендикулярно один относительно другого, причем каждая последующая пара стержней повернута относительно предыдущей пары стержней 3 и 4 на угол
60d/D ≅ α ≅ 130d/D, где d наружный диаметр стержней;
D внутренний диаметр трубы.

Теплообменный элемент работает следующим образом.

Греющий теплоноситель (дымовые газы) движется внутри трубы 1, другой теплоноситель (жидкий) омывает ее наружную поверхность. Поток теплоносителя, движущегося внутри трубы, турбулизуется и закручивается в результате контакта с наружной поверхностью полых стержней 3 и 4. Теплоноситель, омывающий наружную поверхность трубы 1, проходит и через полые стержни 3 и 4, интенсивно охлаждая их.

Высокая интенсивность охлаждения поверхности теплообменного элемента, особенно при кипении жидкости, омыващей поверхность трубы снаружи, позволяет использовать такой элемент в качестве высокофорсированного топочного устройства, работающего с теплонапряжением топочного объема Q_V > 2 ^.10⁶ ккал/м³, что позволяет создавать малогабаритные теплообменные устройства большой единичной мощности.

ТЕПЛООБМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ по авт. св. N 798467, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, стержни собраны попарно с перпендикулярным их размещением в каждой паре, а каждая последующая пара повернута относительно предыдущей на угол

где d - наружный диаметр стержней;
D - врнутренний диаметр трубы.

ТЕПЛООБМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ поавт. св. N 798467, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, стержни собраны попарно с перпендикулярным их размещением в каждой паре, а каждая последующая пара повернута относительно предыдущей на угол

где d - наружный диаметр стержней;
D - врнутренний диаметр трубы.