Теплообменная труба Советский патент 1985 года по МПК F28F1/02 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменных аппаратах, утилизирующих тепло сильно запыленных слипающимися частицами газов печей цветной металлургии.

Известна теплообменная труба симметричного относительно плоскости миделева сечения профиля в виде двуугольника. Это труба с обтекаемым профилем образована из поверхности цилиндра, у которого вырезана часть поверхности, расположенная между двумя образующими, а оставшаяся часть согнута по образующей до смыкания свободных краев. В местах сгиба и соединения краев образуются два острых угла. В теплообменнике трубы располагаются таким образом, что верщины углов лежат в плоскости, параллельной направлению газового потока 1.

Недостатком является то, что часть поверхности, расположенная по ходу движения газа за миделевым сечением (кормовая часть), имеет пониженную эффективность теплопередачи,обусловленную наличием возле этой части поверхности ламинарной пленки.

Известна теплообменная труба обтекаемого профиля с лобовой и кормовой частями, несимметричными относительно миделева сечения 2.

Однако интенсивность теплообмена при использовании известных труб в условиях сильнозапыленного газового потока недостаточна за счет срыва пленки практически у среза кормовой части, что исключает формирование вихрей, усиливающих процессы теплообмена.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена в условиях сильнозапыленного газового потока.

Поставленная цель достигается тем, что в теплообменной трубе обтекаемого профиля с лобовой и кормовой частями, несимметричными относительно миделева сечения, поверхность лобовой части образована двумя плоскими поверхностями, расположенными под углом 70-75°, а кормовой части - плоскими поверхностями, расположенными под углом 120-130°.

На фиг. 1 изображен профиль предлагаемой теплообменной трубы; на фиг. 2 - профили сравниваемых теплообменных труб с одинаковой площадью теплообмена, круглого, двуугольного, четырехугольного и предлагаемых, отличающиеся поперечными размерами.

Теплообменная труба (фиг. 1) имеет лобовую часть профиля поверхности, боковую часть 2 профиля, кормовую часть 3 профиля, плоскость миделева сечения 4.

Боковая часть 2 - переходная между лобовой 1 и кормовой 3 частями, может быть образована цилиндрической, элиптической или какой-либо другой поверхностью, обеспечивающей плавный переход между

лобовой 1 и кормовой 3 частями. Поток горячих газов, содержащих частицы сильнослипающейся пыли повышенной концентрации, пропускается через теплообменник. Газ, обтекая теплообменные трубы, соприкасается с их поверхностью и через нее отдает тепло веществу (например, холодному воздуху), прогоняемому через внутреннее пространство труб.

У лобовой части 1 поверхности труб образуется ламинарная пленка газа. Но, по-, скольку скоростной напор направлен к поверхности в этой части трубы, толщина пленки невелика и происходит интенсивная передача тепла из газа к поверхности. Воз, ле боковой 2, наиболее широкой части трубы, имеющей цилиндрическую форму, скорость огибающего потока вблизи поверхности имеет наибольшее значение, поэтому теплопередача возле этой части также интенсивна.

0 Отрыв ламинарной пленки газа происходит в точках поверхности кормовой части 3 трубы, находящихся вблизи плоскости миделева сечения 4, так как профиль трубы несимметричен и кормовая часть укорочена. Это приводит к образованию вихрей в

газовом потоке и интенсификации теплоотдачи от газа к поверхности кормовой части 3 трубы. Следовательно, возле каждой точки поверхности предложенного профиля происходит интенсивная теплоотдача от газа

- к поверхности. Величины углов лобовой 1 и кормовой 3 частей поверхностей элемента выбраны из условия, при котором частицы пыли не накапливаются на поверхности трубы, т. е. действие сил инерции частиц превосходит действие сил прилипания. Поэтому, касаясь поверхности трубы и отразившись от нее, частицы передают тепло поверхности, поверхность при этом остается практически чистой.

При использовании труб круглого профиля значение коэффициента теплопередачи между средами уменьшается со временем приблизительно на 60% от первоначального по причине постепенного заноса сильнослипающейся пылью из газа. При этом применением импульсной очистки можно удалить с поверхности трубы лишь до 30% осевшей слипающейся пыли, количество которой быстро восстанавливается.

В случае трубы двуугольного профиля значение коэффициента теплопередачи со временем практически не меняется, однако

0 величина его невелика и совпадает с величиной коэффициента для трубы с круглым профилем, покрытой отложениями пыли. Труба с четырехугольным профилем имеет большее значение коэффициента теплопередачи, однако его использование не5 целесообразно, так как такая форма профиля приводит к проявлению наждачного эффекта, вызывающего повышенный износ нескругленнцх боковых частей поверхности и

ТЕПЛООБМЕННАЯ ТРУБА обтекаемого профиля с лобовой и кормовой частями, несимметричными относительно мидрлева сечения, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации теплообмена в условиях сильнозапыленного газового потока, поверхность лобовой части образована двумя плоскими поверхностями, расположенными под углом 70-75°, а кормовой части - плоскими поверхностями, расположенными под углом 120-130°. (Л / Jib СО О1 Фиг,