Теплообменная труба Советский патент 1989 года по МПК F28F1/42 

1

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в вертикальных пароконденсиругощих аппаратах, применяемых в энергетике, химической и пищевой промышленности

Цель изобретения - интенсификация теплоотдачи при конденсации пара

На чертеже изображена теплообмен- ная труба.

Теплообменная труба 1 имеет на наружной поверхности замкнутые параллельные одна другой канавки 2 и соответствующие им выступы 3 на внутренней поверхности трубы. Канавки 2 схватьюают поверхность трубы в плоскости, расположенной под угломоЈ 90° к оси трубы. Теплообменная труба имеет следующие геометрические характеристики: расстояние между канавкам S, ширину канавок t, глубину канавок h.

Теплообменная труба работает следующим образом.

Конденсат, образующийся в результате конденсации пара на наружной поверхности вертикальной трубы 1, стекает в канавки 2 и отводится по ним на одну сторону трубы. Вследствие этого уменьшается средняя толщина пленки по периметру трубы, что обеспечивает интенсификацию теплоотдачи при конденсации пара.

Теория теплообмена при конденсаци пара позволяет определить оптимальные геометрические характеристики данной конструкции трубы для обеспечения ее максимальной тепловой эффективности при работе. Величина коэффициента теплоотдачи oir при конден сации пара на вертикальных гладких трубах зависит от высоты трубы L:

oir

I1 Л1

Периодический отвод конденсата канавками фактически уменьшает высоту пароконденсирующейся поверхности до расстояния между канавками, для данного случая коэффициент теплоотдачи ос к определяется:

Ввиду того, что канавка заполнения конденсатом практически не участвует в теплообмене, эффективная длина теплообменной трубы меньше длины

о , и

14744352

гладкой трубы такой же высоты личину, занятую канавками

t.

0

о

Отсюда величина интенсификации теплоотдачи dk при конденсации пара на наружной поверхности предлагаемой трубы по сравнению с гладкой определяется:

(L- 5i--t).i

eU 4ГГ

Is

V

S+t

ifDL

D

15

о

W

(1 &

Продифференцировав данное уравнение no S .и приравняв первую производную нулю, определяют, что максимальная интенсификация теплоотдачи достигается при расстоянии между канавками равном утроенной ширине одной канавки:

S 3t.

Геометрические размеры канавок ширина t, глубина h и угол наклона относительно оси трубы об можно определять исходя из условия на поверхности трубы между соседними канавками С„

Jk

ц

)

p. sinoi-g

гДе

- вязкость конденсата; р - удельная плотность конденсата;

g - ускорение свободного падения.

Интенсификацию теплообмена можно увеличить, разместив на участках трубы между канавками дополнительные канавки или ребра, ориентированные преимущественно параллельно оси трубы, которые повышают эффективность теплоотдачи за счет действия сил поверхностного натяжения. Причем данные канавки или ребра не должны соединяться с замкнутыми канавками с целью обес- печения регулярного отвода конденсата на одну сторону трубы.

Формула изобретения

1. Теплообменная труба, имеющая параллельные канавки на наружной поверхности трубы и соответствующие им выступы на внутренней поверхности, отличающаяся тем, что, с

J1474435

целью интенсификации теплоотдачи при конденсации пара, канавки охватывают поверхность трубы в плоскости, расположенной под углом к оси 5 трубы, причем расстояние между соседними канавками равно утроенной ширине канавки, S 3t, а глубина канавок определяется по выражению

|3«

1г

р sinot g

где G

к - расход конденсата, образующегося на поверхности трубы

0

} - t Р-g

между соседними канавками; вязкость конденсата; ширина канавки; удельная плотность конденсата;

ускорение свободного падения .

2. Труба по п. 1, отлича щ а я с я тем, что между канавками расположены не сообщающиеся с ними отдельные ребра или канавки, ориентированные преимущественно параллельно оси трубы.

Изобретение м.б. использовано в вертикальных пароконденсирующих аппаратах в энергетике, химической и пищевой отраслях промышленности. Цель изобретения - интенсификация теплоотдачи при конденсации пара. Труба 1 имеет параллельные канавки 2 на наружной поверхности трубы и соответствующие выступы 3 на внутренней поверхности. Канавки 2 охватывают поверхность трубы 1 в плоскости, расположенной под углом Α *98 90° K ОСи ТРубы. Расстояние между соседними канавками 2 равно утроенной ширине канавки S= 3T, а глубина канавок определяется по выражению H 02= √³ 3G_K *98H / TX ρ SIN Α х G, где G_K - расход конденсата, образующегося на поверхности трубы между соседними канавками

*98H - вязкость конденсата

T - ширина канавки

ρ - удельная плотность конденсата

G - ускорение свободного падения. Между канавками м.б. расположены не сообщающиеся с ними отдельные ребра или канавки, ориентированные преимущественно параллельно оси трубок. Конструкция трубы позволяет уменьшить среднюю толщину пленки конденсата по периметру трубы. 1 з.п ф-лы, 1 ил.