Теплообменный элемент Советский патент 1986 года по МПК F28D7/10 F28F13/02 

Изобретение относится к теплообмеии1 м аппаратам с регулируемой теплоотдачей и может быть использовано в химической промышленности, в промыпкленной теплоэнергетике.

Целью изобретения является регулирование процесса теплообмена.

На фиг. i изображен теп-лообменный элемент, продольный разрез, с расположением проволочной спирали на 11аружной повер.х- ности трубы; на фиг. 2 то же, при рас- положении спирали на внугрепней повер.х- ности трубы.

Теплообменный элемент содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 соответственно входа и выхода теплоносителя. В корпусе 1 разменхена теп;1Ообменпая труба 4 с патрубками 5 и 6 соответственно входа и BI,I- хода рабочей среды. Труба 4 снабжена турбулизатором в виде проволочной спирали 7, выпо,лненной из пружинного материала и закрепленной одним конном па стенке трубы 4. Тенлообмеп 1ый элемент дополнительно содержит ползунок 8, разме- Н1енный с л орца трубы 5 п соединенный одним концом со свободным KOfiuoM проволочной спирали 7, а на другом конце по.лзупок 8 снабжен механизмом 9 Бозн)ат- но-посту нательного неремещения.

Спираль 7 может быть расположена как на наружной, так и на внутренней поверхности трубы 4. При разме1цении спирали

на наружной поверхности трубы 4 ползу- пок 8 вьн1о;|нен в виде ци.линдра с инут- ренпей цилиндрической выемкой под торс-п трубы 4 (фиг. 1), а при размепгении спирали 7 на внутре |пей поверхности труб|,1 4 ползу пок 8 выполнеп в виде по.лог о цилиндра, скользящего ю этой юверхности (фиг. 2).

Теплообменпый э, рабол ает следую- Н1ИМ образом.

Теплоноситель, }1анример воздух, через патрубок 2 поступает внутрь корпуса 1, нагревает рабочую среду, Г1роходяп1ук) по трубе 4, и выходит через патрубок 3, при этом рабочая среда, пап)имер вода.

0

0

,

О

входит в трубу 4 через патрубок 5, а выходит из нее через патрубок 6.

Регулирование процесеа теплообмена осуществляется путем изменения положения проволочной спирали 7, соединенной одним концом с ползунком 8, относительно поверхности трубы 4. При нахождении ползунка 8 в положении А (фиг. 1) спираль 7 плотно нрилегает к теплообмен- ной поверхности трубы 4 и интенсифицирует процесс теплообмена за счет завихрения потока теплоносителя и разрушения пограничного слоя. При этом номинальное отноп1ение шага S навивки спирали 7 к диаметру d проволоки составляет величину 14, при которой коэффициент теп- л оотда ч и м а КС и .м а л ен.

Другому крайнег у положению Б пол- зупка 8, при котором проволочная спирал ( 7 несколько отходит от тепло- обменной поверхности трубы 4 и погружается в ламинарный с;1ой, соответствует минимальная теплопередача для данной конструкции теплообменного элемента при пос- тоянн1)Гх расходах теплоносителя и рабочей среды. Таки.м образом, при перемешении нол- зупка 8 от по;1ожепия Б к положению А теплопередача от теплоносителя к рабочей среде увеличивается, а при пере.мешении в об)атпом направлении у.мепьшается.

В друго.м варианте вьпюлнения тепло- обменного э.лемепта, когда спираль 7 раз- Meniena впутри т)убы 4 (фиг . 2), регули- pOBam-ie процесса теплообмена осушест- влиелся аналогичным образом. Отличие состоит в том, что .макси.мальный коэф- фициеп теплопе)едачи обеспечивается в по- , 1ожепии Б ползупка 8, при котором спи- )а,ль 7 п,лол н) нриле1 ает к внутренней поверхности трубы 4 при том же но.ми- пальном отно1пении.

Описанная конструкция тенлообменного э,леме1гга позво,ляет осуществить плавное ре- | улирование процесса теплооб.мена и снизить вес теплообменника до 30% по сравнению с су1цеств К)П1имп теп.лообменниками.

Воздух

фиг. 2