Теплообменная поверхность Советский патент 1991 года по МПК F28F1/00 F28D7/00 

Oi

ьэ ю

СП

4.

Изобретение относится к геппо- эбменной техш.ке и предназначено для интенсификации теплообмена в трубных пучках. Тсллообменная поверхность включает полоски 1 из гибкого неупру- того материапа, способные колебаться под действием потока теплоносителя и прикрепленные к стержням 7, установленным перед трубами 3 первого ряда пучка, и перегородки 4, образующие продольные каналы. Для интенсифика- шш теплообмена яа счет макромасгата- ба турбулентности стержни 7. расположены ррпенпикулярно трубам 3. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Фиг.1

Изобретение относится к теплооб- менной технике и мояет быть использовано для интенсификации теплообмена в трубных теплообменниках, в том чкс- ле и трубных пучках с поперечными перегородками.

Пель изобретения - интенсификация теплообмена.

На фиг. 1 изображена теплообмен- ная поверхность; на фиг. . - то же, вариант выполнения; на фиг. 3 - расположение турбулизйрующих стержней с колеблющимися полосками перпендикулярно трубам первого ряда пучка, вид сбоку; на фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг. 5 - узел I на фиг.А (при выполнении группы труб из одного ряда).

Теплообменная поверхность содер- жит полоски 1 из гибкого неупругого материала, прикрепленные к стержням 2, установленным перед трубами 3 первого ряда группы труб пучка, и перегородки 4, образующие продольные ка- налы.

При установлении стержней . параллельно трубам 3 первого ряда пучка теплообменная поверхность работает следующим образом.

Первоначальные возмущения потока, вызванные периодическим срывом вихрей со стержне 2, вызывают отклонения полосок 1 от исходного положения, что устанавливает полоску под углом атаки к потоку. Под действием скоростно- го напора теплоносителя полоска 1 возвращается в исходное состояние. При обтекании полоски 1 возникающие силы трения вызывают натяжение нате- риала, направленное по ходу потока теплоносителя., и превосходят по своей величине силу тяжести полоски 1, что удерживает колеблющуюся полоску 1 в вертикальном положении. Наличие продольных перегородок 4, образующих канал, приводит к тому, что колеблющиеся полоски 1 поочередно перекрывают левую (по ходу потока) к правую части канала, создавая пульсирующее движение. Продольно ориентированные каналы направляют пульсации давления вглубь пучка, внося возмущения в глубину пучка труб 3, что приводит к более интенсивному обмену молей жидкости по сравнению с турбулентностью, создаваемой компоновкой и конструктивной особенностью пучка, и соответственно большему тепгообмену между теплоносителем и трубами 3 Возрастание амплитуды колебаний полосок 1 линейно с увеличением длины позволяет установить перед пучком труб 3 один турбулизирующий стержень 2 с одной колеблющейся полоской 1, что обеспечивает пульсацию потока и турбулиэацию всего пучка труб 3, при этом продольными перегородками могут служить боковые стенки (не показаны) устройства, содержащего предлагаемую теплообменную поверхность.

Перегородки 4 могут быть вмполне- ны как по всей длине t так и на на- чальгом участке пучка, содержащем 2-3 ряда и достаточном для направления пульсации давления вглубь пучка. Глина продольных перс-городок 4 варьируется в зависимости от компоновки пучка, при этом следует иметь ввиду, что перегородки 4 большой длины влекут повышение сопротивления трения.

С целью расширения диапазона рабочих скоростей турбулчзирующие стерни 2 могут быть установлены горизон- тальчо, т.е. перпендикулярно трубам 3. Колебание полосок 1 в этом случае происходит за счет силы тяжести и динамического длв:.ения потока. Под действием силы ТЯХРГТИ полоски 1 опускаются, перекрывая чанал образованный перегородками 4. вследствие этого лавление в каняле перод полосками 1 повышается. Под действием давления полоски 1 поднимаются и давление перед полосками понижается. После этого под действием сили тяжести полоски 1 снова перекрывают канал, образованны ; продолы,ыми пе- регородклчи 4. Таким образом происходит турбулнзацня поток и обгазовани пульсаций давления.

С целью интенсификации теплообмена ширина полосок 1 s закрепленны - на горизонтально ориентированных турбулизирующих стержнях , соизмерима с диаметром труб 3 и составляет 1,2-1,6 диаметра трубы0 Вихри, срывающиеся с колеблющихся полосок 1 соизмеримы с их иирпиой подобно вихрям, срывающимся с крыла.

Использование изобретения позволяет увеличить теплообмен в трубчатых теплообменниках .путем интенсифи- ка1сии теплообмена расположенных в глубине пучка труб. Трубччтне миого- рядные теплообменники используются

в различных областях теплообменной техники: ядерной, коммунального хозяйства, энергетики и т.д„ Использование изобретения позволит снизить энергоемкость энергетического оборудования.

Формула изобретения

и JS г

Фиг. J

я с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена, между стержнями и группами труб размещены продольные перегородки, параллельные оси ряда труб с образованием каналов, причем на стержнях установлены закрепленные одним концом полоски из гибкого неупругого материала.

О

О

О

о о

J

-и

7Л

( rj .J v x

/

/:

1

сТо

JQ., CO

ФигЛ

I

Ј/г.5