Турбулизатор теплообменной трубы Советский патент 1989 года по МПК F28F1/40 

оси

101 7

Изобретение позволяет интенсифицировать теплообмен путем регулирования теплового потока. Турбулизатор /Т/ выполнен в виде спиральной ленты, имеющей сплошной участок 3 и лепестки /Л/ 4. Участок 3 закручен по пространственной спирали, а Л 4 отклонены от ее поверхности наружу и образованы прорезями на ленте. Л 4 по крайней мере с одной стороны снабжены покрытием 6 из металла с коэффициентом линейного расширения /КЛР/, отличающимся от КЛР Л. Л 4 и покрытие 6 выполнены с переменным КЛР, увеличивающимся в направлении от оси трубы к ее стенке. Относит.площадь покрытия 6 м.б. выполнена переменной в виде последовательно чередующихся по длине Т участков с монотонно увеличивающейся и уменьшающейся площадями покрытия. Толщина покрытия 6 м.б. переменной от Л к Л по длине Т. 2 з.п.ф-лы, 11 ил.

Фие.5

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре, может быть использовано в энергетической промышленности, в частности при проведении исследовательских работ,, и является усовершенствованием известного тур- булизатора по авт. св. № 1239510.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена Путем регулирования теплового потока.

На фиг. 1 изображен турбулизатор при низкой температуре, обш.ий вид; на фиг. 2 - то же, при высокой температуре; на фиг. 3 - лепесток, выполненный с одной стороны сплошного участка турбулизатора, с покрытием из металла с коэффициентом линейного расширения меньшим, чем у материала лепестков; на фиг. 4 - то же, с покрытием из металла с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала лепестков; на фиг. 5 - то же, с покрытием как из металла с коэффициентом линейного расширения меньшим, чем у материала лепестков, так и из металла с меньшим коэффициентом линейного расширения; на фиг. 6 - лепестки, выполненные с обеих сторон сплошного участка с покрытием из металла с коэффициентом линейного расширения меньшим, чем у материала лепестков; на фиг. 7 - то же, с покрытием из металла с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала лепестков; на фиг. 8 - то же, с покрытиями из металлов как с большим коэффициентом линейного расширения, чем у материала лепестков, так и с меньшим, нанесенные на противолежашие лепестки одной ленты турбулизатора; на фиг. 9 - то же, вариант нанесения покрытий на противолежащие лепестки ленты турбулизатора; на фиг. 10 - лента турбулизатора с переменной относительной площадью участков покрытия лепестков; на фиг. 11 - лента турбулизатора с переменной толщиной покрытия лепестков.

Турбулизатор теплообменной трубы 1 выполнен в виде спиральной ленты 2, имеющей сплошной участок 3 и лепестки 4. Сплошной участок 3 закручен по пространственной спирали, а ее лепестки 4 отклонены наружу от поверхности последней. -Лепестки 4 образованы с помощью прорезей на ленте 2, могут быть выполнены на одной или на обеих сторонах ленты 2. Сплошной участок 3 может быть навит на гибкий несущий элемент, например, шнур 5. Лепестки 4 спиральной ленты 2, по крайней мере с одной стороны снабжены покрытием 6 из металла с коэффициентом линейного расширения, отличающимся от коэффициента линейного расширения материала лепестков 4. Лепестки 4 и покрытие 6 выполнены с переменным коэффициентом линейного расширения, увеличивающимся в направлении от оси трубы 1 к ее

.стенке. Например, при нанесении покрытия 6

на поверхность лепестка 4, обращенную к оси

трубы 1, используют металл с коэффициентом линейного расщирения меньщим, чем у металла лепестков 4 (например, лепесток 4 выполнен из сплава 75ГНД, а металл покрытия 6 - 36Н). При нанесении покрытия 6 на наружную поверхность лепестка 4 используют металл с коэффициентом линейного расщирения большим, чем у металла лепестков 4. При нанесении покрытия 6 на обе поверхности лепестка 4 на внутреннюю поверхность наносят металл с коэффициентом линейного расширения меньщим, чем у

5 металла лепестков 4, а на наружную - с больщим.

Относительная площадь покрытия 6 лепестков 4 может быть выполнена переменной в виде последовательно чередующихся по

0 длине турбулизатора участков соответственно с монотонно увеличивающейся и умень- щающейся площадью покрытия. Толщина покрытия 6 может также изменяться от лепестка к лепестку по длине турбулизатора.

5 Покрытие 6 каждого лепестка может быть выполнено из нескольких металлов с соответствующими коэффициентами линейного расщирения.

Поток теплоносителя, протекая по трубе 1,

0 взаимодействует лепестками 4 и турбулизует- ся. Турбулизация усиливается за счет осцилляции лепестков 4, что интенсифицирует теплообмен в целом. Угол отгиба лепестков выбирается из условия сохранения упругого взаимодействия с потоком и опти5 мальное значение его находится в пределах 30-90°. При низкой температуре теплоносителя лепестки 4 турбулизатора сохраняют первоначально заданное пространственное положение, максимально способствуя интенсификации теплообмена. При повыщении температуры теплоносителя турбулизатор нагревается и биметаллический лепесток 4 изгибается в сторону материала с меньщим температурным коэффициентом линейного расщирения, т. е. при на5 греве лепестков 4 они изгибаются к оси турбулизатора. При этом угол изгиба лепестка 4 от первоначального положения зависит от температуры теплоносителя, от величины температурного коэффициента линейного расщирения Г1окрытия б, от рас0 стояния нанесенного слоя металла от основания лепестков, толщины покрытия 6, а также от количества нанесенных на поверхности лепестков 4 слоев металла.

Таким образом, можно поддерживать 5 постоянный режим теплообмена при колебании температуры теплоносителя или регулировать режим теплообмена по длине теплообменного аппарата по определенному

требуемому закону распределения интенсивности теплообмена.

Формула изобретения

к оси

Фиг.З

менным коэффициенто.м линейного расширения, увеличивающимся в направлении от оси трубы к ее стенке.

.2

Фие.

/ оси

Фие.6

Jфиг.7

к оси

5- J

Фие.8фие.д

Фиг.Ю