Тепломассообменная труба (ее варианты) Советский патент 1986 года по МПК F28F1/14 

2.Труба поп. 1, отличающаяся тем, что длина Р каждого участка межреберного канала равна (1-6)d.3. Труба по п. 1, о т л и .4 а ющ а я с я тем, что межреберный канал выполнен с переменной относительной длиной участков, уменьшающейся у каждого последующего участка по сравнению с предьщущим на величину Д Р:

дР( IZi5d5)d d H-3,5d3/

причем длина Р начального участка равна (3-6)d,.

4.Тепломассообменная труба с продольно-волнистыми ребрами, образующи- .ми межреберные каналы из последоваИзобретение относится к криоген- ной технике, точнее к испарителям криогенных атмосферных газификаторов, и может быть использовано для увеличения производительности газификато- pioB жидких продуктов разделения воздуха, природного газа.

Цель изобретения - интенсификация процесса теапомассообмена.

На фиг. 1 изображена тепломассо- обменная труба, вид сверху; на фиг.2 схема свободного движения воздуха около наружной поверхности трубы; на фиг. 3 - вариант выполнения трубы с конфузорно-диффузорными участками равной длины и изменяющейся максимальной шириной межреберного канала (схема размещения ребер); на фиг.4 - вариант выполнения трубы с конфузорно-диффузорными участками переменной длины с одинаковой на всех участках максимальной шириной межреберного канала (схема размещения ребер); на фиг. 5 - вариант вьшолнения трубы с конфузорно-диффузорными участками переменной длины и переменной Максимальной шириной межреберного канала . .

Тепломассообменная труба 1 содержит продольно-волнистые ребра 2, образующие межреберные каналы из последовательно соединенных конфузорно диффузорных участков 3.

тельно соединенных конфузорно-диффу- зорных участков, имеющих одинаковую максимальную ширину межреберного канала на всех участках, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что, с целью интенсификации процесса тепломассообмена, участки выполнены с различной относительной длиной Р , уменьшающейся у каждого последующего участка по сравнению с предьдущим на величину лР:

,р d (i -

, H-3,5d,

)

при длине Р первого участка (3-6)d,, и максимальной ширине А канала

:4-i)d,.

5

В одном из вариантов вьшолнения ребра 2 на начальном участке 4 трубы 1 выполнены радиальными, а межреберные каналы имеют переменную макси- мальную относительную ширину А, уве- личивающуюся у каждого последующего участка по сравнению с предьщущим на величинулА:

- ,(i -1)|,

, Trh2+2dh„

где « 3Trh+Tf5+2hэквивалентный диа метр межреберного

канала; d -. наружный диаметр

трубь ; Н - длина трубы; п - число ребер; h - высота-ребра; QР - длина участка.

При этом длина Р каждого участка межреберного канала равна (1-6)d;.; I

В другом варианте выполнения

межреберные каналы имеют также пере- 5 менную максимальную относительную ши- ,.рину, увеличивающуюся на величину

TIP .(o )s и с радиальными ребра J J п; .

,МИ на начальном участке. При этом W относительная длина участков уменьша- .ется у каждого п оследующего участка гю сравнению с предьщущим на величину дР:

,Р(2Л IZi5d)d М. H-3,

а длина Р начального участка равна ()d5. ;

. ,В третьем варианте максимальная ширийа межреберного канала выполнена постоянной на всех участках и имею,щей ширину А(- - r)d,, а участки

выполнены с различной относительной длиной, уменьшающейся у каждого последующего -участка по сравнению с пре дьщущим на величину дР:

, ( - .,.

ЗМ, H-3,5d/Одновременно с подачей криогенной жидкости внутрь трубы снаружи трубы начинается свободное движение возду- .ха, направленное вдоль трубы, сопровождаемое тепло- и массообменом с окружающей средой. При этом в межреберных каналах возникает течение со знакопеременным градиентом давления. В свободном пространстве около ребер давление постоянно. Следова- тельно, возникают поперечные градиенты давления, которые приводят к попеременному выбросу значительной части холодного газа из межреберного канала в свободное пространство и подпитке теплого воздуха из свободно- .го пространства. Это интенсифицирует

теплообмен за счет сохранения большей плотности теплового потока по всей длине трубы .и массообмен, так как возникаклцие потоки массы из межреберного пространства имеют направление, противоположное направлению термодиффузии паров Н,0 и COj , содержащихся в воздухе, что также .способствует меньшему инееобразованию и СО на поверхностях трубы и ребер.

Скорость свободного движения воздуха BosfpacTaeT от нуля в начальном сечении трубы до конечной величины ,в ее конечном сечении. В начале трубы, где скорости малы, целесообразны не- .большие воздействия на поток посредством изменения сечения межреберных каналов, так как иначе возникает большое гидродинамическое сопротивление для прохода газа, за счет чего скорость, а следовательно, и интенсивность теплообмена уменьшакггся. 1По мере увеличения скорости требуются более сильные воздействия на поток, что в предлагаемой конструкции осуществляется посредством исполнения элемента в трех различных вариантах.

Выбор варианта в каждом отдельном случае определяется совокупностью его теплотехнических и технологических качеств и серийностью прои зводства 1

Tpaenfrtopwt дбижвта потока

т

ФоАЗ

4toe.4

Фие.5

1. Тепломассообменная труба с продольно-волнистыми ребрами, образующими межреберные каналы из последовательно соединенных конфузорно- диффузорных участков, отличаюсификации процесса.тепломассообмена, ребра на начальном участке трубы выполнены радиальными, а межреберные имеют переменную максимальную относительную ширину А, увеличивающуюся у каждого тоследующего участка по сравнейию с предьщущим на величину 4 А: ДА d( -. 5)5, где d Jfh2+2dh э Trh+Trd+2h эквивалентный диаметр межреберного канала; d - наружный диаметр трубы; Н - длина трубы; п - число ребер; h - высота ребра; Р - длина участка. с (Л 00 Ф сл о со Фиг