Теплообменная труба Советский патент 1988 года по МПК F28F1/24 

со

00

( ел

10

15

20

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в системах отопления, вентиляции и кондиционирования.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена.

На фиг. 1 изображена теплообменная тру.ба; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг, 1.

Теплообменная труба 1 с поперечными ребрами 2 состоит из центрального плоского участка 3.и сопряженного с ним периферийного гофрированного участка 4, концентрично расположенных относительно оси трубы 1.

Гофрированный участок 1 имеет иш- рину 1 (0,3-0,5) hp, где hp - ширина ребра 2, Гофры имеют высоту S (0,15-0,55) (}, где ф- расстояние между ребрами 2 на свету, и располо- жены с шагом Д (3-5.) S. .В процессе работы теплоносителя Т. и Т 2 одновременно циркулируют в меж- 25 реберных каналах и внутри трубы 1. При этом теплопередача осуществляется через поверхность трубы 1 и ребра 2. Процесс теплообмена осуществляется в межреберных коротких каналах со сложным скоростным полем течения потока воздуха (газа). В этих условиях на поверхности оребрения формируется пограничный слой, который является основным термическим сопротивлением теплопередачи. Кроме того, на структуру пограничного слоя, который находится в сложном скоростном поле, существенное влияние оказывает состояние потока на входе в межреберный канал. В случае плавного входа и однородного поля скорости на входном участке короткого межреберного канала (1/d 30) формируется ламинарный пограничный слой. По достижении определенной толщины, соответствующей критическому числу Рейнольдса, харак- .терному для заданной геометрии канала при определенной интенсивности возму- потока на входе, ламинарный рлой разрушается и переходит в турбулентный. Последний более интенсивно растет.вдоль потока и при толпщне, равной половине поперечного размера межреберного канала в свету, смыкается со слоем, который развивается с проти- 5 воположной стороны. В условиях постоянства расхода газового потока ско- .рость в ядре потока возрастает до

30

35

40

45

50

0

5

0

5 5

0

момента смыкания пограничных слоев. Ускоренное течение, которое в связи с этим имеет место в центральной части межреберного канала, в свою очередь оказывает влияние на развитие пограничных слоев на входном участке канала. В этих условиях рост турбулентности в центральной части потока, складывающийся из локальной генерации и диффузии от стенки, происходит медленно, К моменту .смыкания пограничных слоев интенсивность продольных пульсаций достигает половины того значения. Которое характерно для стабилизированного течения. Дальнейшее развитие поля скорости приводит к вытягиванию профиля и повышению интенсивности пульсаций при больших градиентах скорости. Рост уровня турбулентности повышает турбулентный обмен импульсом, и вытягивание профиля сменяется его уплощением, -т.ео замед1 лением потока в центральной его части и ускорением-в пристеночной. Таким обра зом, эффект продольных перетечек тепла

по жидкости и стенкам канала проявляется в основном на начальном участке,

В случае, когда пограничные слои не смыкаются (Re d э 7 2300; Re jj

- j / 1 j 4t p(nj5+1)v d ),

2t,

течение в

межреберном канале подразделяется на четыре характерных области:, первая - область значительного торможения потока и течения в направлении набегающего потока, при этом пограничный слой ламинарен; вторая - область небольших ускорений потока, воздух в межреберной полости движется по закону потенциального обтекания цилиндра с учетом вытесняющего действия пограничного слоя, который Также ламинарен; третья - область потенциального обтекания, как и во второй области, но пограничньш слой турбулентен; четвертая - область отрыва потока. При этом давление по торцам кольцевых ребер 2, обтекаемых потоком, распределяется аналогично обтеканию гладкой цилиндрической трубы. От лобовой точки идет резкое снижение давления, а вблизи миделева сечения : происходит отрыв потока. За местом отрьгеа давление повьш1ается, а затем стабилизируется, )jTO обусловлено незначительным изменением скорости .в межреберной полости, Максимум теплоотдачи при этом смещается в зону, где начинается отрыв пофиг.З

Изобретение м.б. использовано в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Цель изобретения - интенсификация теплообмена. Поперечные ребра 2 трубы 1 состоят из центрального плоского участка 3 и сопряженного с ним периферийного гофрированного участка 4. Ширина участка 4 равна 0,3-0,5 ширине ребра, высота гофр равна О,. 15-0,55 расстояния между ребрами. Гофры расположены с шагом, равным 3-5 высоты гофр. Такая конструкция турбулизирующих устройств на входных участках коротких межреберных каналов способствует снижению термического сопротивления теплоотдаче пограничных слоев, что в целом повышает эффективность с 9 (Л